如图为一滑梯的示意图,滑梯的长度AB为L=5.0m,倾角θ=37°.BC段为与滑梯平滑连接的水平地面.一个小孩从滑梯顶端A由静止开始滑下,离开B点后在地面上滑行了s=

发布时间:2020-08-06 17:52:08

如图为一滑梯的示意图,滑梯的长度AB为L=5.0m,倾角θ=37°.BC段为与滑梯平滑连接的水平地面.一个小孩从滑梯顶端A由静止开始滑下,离开B点后在地面上滑行了s=2.25m后停下.小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ=0.3.不计空气阻力.取g=10m/s2.已知sin?37°=0.6,cos?37°=0.8.求:
(1)小孩沿滑梯下滑时的加速度a的大小;
(2)小孩滑到滑梯底端B时的速度v的大小;
(3)小孩与地面间的动摩擦因数μ′.

网友回答

解:(1)小孩受力如图所示
? 由牛顿运动定律,得mgsin?θ-μFN=ma,
?????????????????? FN-mgcosθ=0
??? 解得a=g(sin?θ-μcos?θ)=3.6?m/s2
? (2)由v2=2aL,得到v=6?m/s
? (3)小孩在水平面上滑行时,
??? 由匀变速直线运动,得0-v2=2a′s
??? 又由牛顿第二定律得μ′mg=ma′
??? 代入解得μ′=0.8
答:(1)小孩沿滑梯下滑时的加速度a的大小为3.6m/s2;
??? (2)小孩滑到滑梯底端B时的速度v的大小为6m/s;
??? (3)小孩与地面间的动摩擦因数μ′=0.8.
解析分析:(1)小孩下滑过程中受到重力、滑梯的支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律求出加速度.
(2)小孩做匀加速直线运动,由速度位移关系公式小孩滑到滑梯底端B时的速度v的大小.
(3)小孩在地面上滑行时,水平方向受到滑动摩擦力,做匀减速运动,知道位移、末速度和初速度,先由速度位移关系式求出加速度,再由牛顿第二定律求出动摩擦因数μ′.

点评:牛顿定律常常用来解决动力学两类问题,一类是已知受到受力情况确定运动情况,另一类是根据运动情况研究受力情况.加速度是联系力和运动的桥梁,是必求的量.
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