题目内容

【题目】如图一可视为质点的物体,在倾角θ=30°的固定斜面上,向下轻轻一推,它恰好匀速下滑.已知斜面长度为L=5m.求:欲使物体由斜面底端开始,沿斜面冲到顶端,物体上滑时的初速度至少为多大?(g取10m/s2

【答案】解:物体沿斜面匀速下滑时,受重力、支持力和滑动摩擦力,合力为零,由平衡条件,有:

平行斜面方向:f﹣mgsinθ=0

垂直斜面方向:N﹣mgcosθ=0

故物体所受的滑动摩擦力大小为:f=mgsinθ,

当物体沿斜面向上滑动时,受重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力大小不变,方向相反,根据牛顿第二定律有:

﹣mgsinθ﹣f=ma

解得:a=﹣2gsinθ,方向沿斜面向下.

根据公式v2 =2ax解得:

=10m/s

答:欲使物体由斜面底端开始,沿斜面冲到顶端,物体上滑时的初速度至少为10m/s.


【解析】本题属于典型的已知物体受力情况,求物体运动状态。首先以物块为研究对象进行受力分析,求出物块的加速度,再根据匀变速直线运动规律,求物体的初速度。
【考点精析】解答此题的关键在于理解匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识,掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值,以及对匀变速运动中的平均速度的理解,了解平均速度:V=V0+Vt

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