Question

某同學(xué)為了測(cè)定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，他用測(cè)速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況，裝置如圖甲所示。他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角的斜面上滑，緊接著下滑至出發(fā)點(diǎn)，并同時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果電腦只繪出了木塊從開(kāi)始上滑至最高點(diǎn)的v-t圖線如圖乙所示。g取10m/s2。求：

（1）（2分）上滑過(guò)程中的加速度的大小a1；       

（2）（3分）木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（3）（5分）木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系．A2 C2

【答案解析】 （1）8m/s2；（2）0.35；（3）v=2m/s．解析：（1）由題圖乙可知，木塊經(jīng)0.5s滑至最高點(diǎn)

上滑過(guò)程中加速度的大小：         

（2）由牛頓第二定律得

上滑過(guò)程中：                              

代入數(shù)據(jù)得                                      

（3）下滑的距離等于上滑的距離：
x= =1m   
下滑摩擦力方向變?yōu)橄蛏�，由牛頓第二定律F=ma得：
下滑過(guò)程中：mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得：a2＝gsinθ−μgcosθ＝10×−0.35×10× =2m/s2
下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度大小為：v=聯(lián)立解得：v=2m/s  

【思路點(diǎn)撥】（1）由v-t圖象可以求出上滑過(guò)程的加速度．（2）由牛頓第二定律可以得到摩擦因數(shù)．
（3）由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得上滑距離，上下距離相等，由牛頓第二定律可得下滑的加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度．解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)合求解