在倾角为θ的长斜面上有一带帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,滑块的质量为m,它与斜面间的动摩擦因数为μ,帆受到的空气阻力与滑块下滑速度的大小成正比,即f=kv.求:
(1)滑块的加速度的表达式;
(2)求出滑块下滑的最大速度的表达式.
网友回答
解:(1)滑块在斜面上受到重力、支持力、摩擦力和空气阻力作用.
沿斜面方向,由牛顿第二定律知:
? mgsinθ-μmgcosθ-f=ma????????????
而f=kv???????????????????????????????????
解得:a=gsinθ-μgcosθ-??????????
(2)由上式可知,当a=0时,滑块速度最大时???????????????????
则得:vm=(mgsinθ-μmgcosθ)
答:
(1)滑块的加速度的表达式为a=gsinθ-μgcosθ-;
(2)滑块下滑的最大速度的表达式为vm=(mgsinθ-μmgcosθ).
解析分析:(1)对滑块进行受力分析,根据牛顿第二定律求出滑块下滑速度为v时加速度的表达式.
(2)根据第一问中得到加速度a与v的关系可知,当a=0时,速度v最大,写出滑块下滑的最大速度的表达式.
点评:本题关键对滑志正确进行受力分析,根据牛顿第二定律求加速度,并分析速度最大的条件.