题目内容
【题目】如图所示,物块从光滑斜面上的C点由静止开始匀加速下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)作匀减速运动,最后停在A点.每隔0.2s钟通过速度传感器测量小球的瞬时速度,下表给出了部分测量数据,g=10m/s2.求:
t(s) | 0.0 | 0.2 | 0.4 | … | 1.2 | 1.4 | … |
v(m/s) | 0.0 | 1.0 | 2.0 | … | 1.1 | 0.7 | … |
(1)斜面的倾角;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数;
(3)物块运动的最大速度.
【答案】(1) (2)0.2(3)2.5m/s
【解析】
根据图表中的数据可知:前0.4s物体还在斜面上匀加速下滑,可以求出此时加速度,根据牛顿第二定律可求得斜面的倾角;1.2s到1.4s时,物体在水平面匀减速滑行,可以求出此时的加速度大小,根据牛顿第二定律可求得物块与水平面之间的动摩擦因数;由题意可知物块在B点运动的最大速度,根据运动学公式求出在B点运动的最大速度;
解:(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为:
根据牛顿第二定律得:
代入数据解得:
(2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为:
根据牛顿第二定律得:
代入数据解得:μ=0.2
(3) 由题意可知物块在B点运动的最大速度,研究物体由t=0到t=1.2s过程,设物体在斜面上运动的时间为t
则有:
代入得:
解得:,
物块运动的最大速度为2.5m/s
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