一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v-t图象(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2).求:
(1)滑块冲上斜面过程中加速度的大小;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(3)判断滑块最后能否返回斜面底端.
网友回答
解:(1)滑块的加速度为a===-10m/s2
(2)物体在冲上斜面过程中经受力分析得:mgsinθ+μmgcosθ=-ma
得μ=0.5.
(3)由于μ<tan37°,故滑块速度减小到零时,重力的分力大于最大静摩擦力,能再下滑.
答:(1)滑块冲上斜面过程中加速度大小为10m/s2;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5;
(3)能返回.
解析分析:(1)先用v-t图象求得滑块的加速度,然后根据牛顿第二定律求得合力,再受力分析,求解出支持力和滑动摩擦力,最后求解动摩擦因素;
(2)通过比较重力的下滑分量和最大静摩擦力的大小判断物体能否下滑,再结合牛顿第二定律和运动学规律计算求未知量.
点评:本题关键对物体受力分析后,通过正交分解法求出合力,根据牛顿第二定律求得加速度,然后根据运动学公式求解未知量.