(1)试求滑块下滑的最大速度vm的表达式;
(2)若m=
图甲
图乙
(1)试求滑块下滑的最大速度vm的表达式;
(2)若m=
图甲
图乙
(1) (sinθ-μcosθ) (2)0.23 3
解析:(1)风帆受力如下图所示
滑块下滑时沿斜面方向受三个力作用:重力沿斜面向下的分力mgsinθ、滑动摩擦力f1=μmgcosθ 和风帆的阻力f2=kv.
当mgsinθ=f1+f2时,风帆下滑的速度最大为vm,则有:
mgsinθ=μmgcosθ+kvm,vm= (sinθ-μcosθ).
(2)由图象知t=0时风帆下滑的加速度
a= m/s2=
风帆下滑过程中最大速度vm=
当t=0时,由牛顿第二定律得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma
a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.5-μ)=3
解得μ=0.23
由mgsinθ=mgμcosθ+kvm得:
k=(sinθ-μcosθ)=
×(0.5-0.23×
) N/(m·s-1)=3 N/(m·s-1).