题目内容
如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据,g=10m/s2.求:
(1)斜面的倾角α;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ;
(3)t=0.6s时的瞬时速度v.
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 | … |
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ;
(3)t=0.6s时的瞬时速度v.
(1)由表格中前三列数据可知,物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为
a1=
=
m/s2=5m/s2
由牛顿第二定律得mgsinα=ma1,
代入数据得:α=30°
(2)由表格中第4、5两组数据可知,物体在水平面上匀减速运动的加速度大小为
a2=
=
m/s2=2m/s2
由牛顿第二定律得μmg=ma2,
代入数据得μ=0.2
(3)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
vB=a1t,v1.2=vB-a2(1.2-t)
代入得v1.2=a1t-a2(1.2-t)
解得t=0.5s,vB=2.5m/s
即物体在斜面上下滑的时间为t=0.5s,则t=0.6s时物体在水平面上运动,速度为
v=vB-a2(0.6-t)=2.5m/s-2×0.1m/s=2.3m/s
答:
(1)斜面的倾角α=30°;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2;
(3)t=0.6s时的瞬时速度v=2.3m/s.
a1=
△v |
△t |
2.0-1.0 |
0.4-0.2 |
由牛顿第二定律得mgsinα=ma1,
代入数据得:α=30°
(2)由表格中第4、5两组数据可知,物体在水平面上匀减速运动的加速度大小为
a2=
△v |
△t |
1.1-0.7 |
1.4-1.2 |
由牛顿第二定律得μmg=ma2,
代入数据得μ=0.2
(3)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
vB=a1t,v1.2=vB-a2(1.2-t)
代入得v1.2=a1t-a2(1.2-t)
解得t=0.5s,vB=2.5m/s
即物体在斜面上下滑的时间为t=0.5s,则t=0.6s时物体在水平面上运动,速度为
v=vB-a2(0.6-t)=2.5m/s-2×0.1m/s=2.3m/s
答:
(1)斜面的倾角α=30°;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2;
(3)t=0.6s时的瞬时速度v=2.3m/s.
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