某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示。他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角的斜面上滑,紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。g取10m/s2。求:
(1)(2分)上滑过程中的加速度的大小a1;
(2)(3分)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)(5分)木块回到出发点时的速度大小v。
某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示。他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角的斜面上滑,紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。g取10m/s2。求:
(1)(2分)上滑过程中的加速度的大小a1;
(2)(3分)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)(5分)木块回到出发点时的速度大小v。
【知识点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.A2 C2
【答案解析】 (1)8m/s2;(2)0.35;(3)v=2m/s.解析:(1)由题图乙可知,木块经0.5s滑至最高点
上滑过程中加速度的大小:
(2)由牛顿第二定律得
上滑过程中:
代入数据得
(3)下滑的距离等于上滑的距离:
x= =1m
下滑摩擦力方向变为向上,由牛顿第二定律F=ma得:
下滑过程中:mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得:a2=gsinθ−μgcosθ=10×−0.35×10×
=2m/s2
下滑至出发点的速度大小为:v=联立解得:v=2m/s
【思路点拨】(1)由v-t图象可以求出上滑过程的加速度.(2)由牛顿第二定律可以得到摩擦因数.
(3)由运动学可得上滑距离,上下距离相等,由牛顿第二定律可得下滑的加速度,再由运动学可得下滑至出发点的速度.解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解