题目内容
【题目】频闪照相是研究物理过程的重要手段,如图所示是某同学研究一质量为m=0.5kg的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片.已知斜面足够长,倾角为α=37°,闪光频率为10Hz.经测量换算获得实景数据:sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm.取g=l0m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失.求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ,并说明滑块在斜面上运动到最高点后能否自行沿斜面下滑;
(2)滑块在斜面上运动过程中克服摩擦力所做的功.
【答案】
(1)解:由题意可知,物块在水平面上做匀速直线运动,且设速度为v0,则
在斜面上物块做匀减速直线运动,设加速度为a,则
由公式有s4﹣s3=aT 2 解得a=﹣10m/s2
由牛顿第二定律有﹣mgsinα﹣μmgcosα=ma
联立以上方程解得μ=0.5
因mgsinα>μmgcosα,所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑.
答:滑块与斜面间的动摩擦因数μ为0.5,滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑.
(2)解:设滑块在斜面上能上滑的最大距离为sm,则对滑块在斜面上上滑过程应用动能定理有
解得Sm=0.8m
故滑块在斜面上上滑和下滑运动的全过程克服摩擦力所做的功为
W克f=2(μmgcosα) Sm=3.2J
答:滑块在斜面上运动过程中克服摩擦力所做的功为3.2J.
【解析】(1)对滑块上滑阶段运用匀变速直线运动的推论△x=aT2,求出匀变速直线运动的加速度,再根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小,从而得出动摩擦因数.根据重力的下滑分力与最大静摩擦力的关系,判断能否下滑.(2)滑块在水平面上做匀速直线运动,匀速直线运动的速度等于上滑的初速度,根据上滑的初速度.对于上滑的过程,根据动能定理求得上滑的最大距离,即可根据功的公式求解克服摩擦力所做的功.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】2017年,中国航天最大的看点应属嫦娥五号。根据计划,我国将在今年11月底前后发射嫦娥五号探测器,实现月球软着陆及采样返回。这意味着我国探月工程“绕、落、回”三步走的最后一步即将完成。为了解相关信息,小明同学通过网络搜索获取了地月系统的相关数据资料如下表:
地球半径 | R=6400km | 月球绕地球转动的线速度 | v=1km/s |
地球表面重力加速度 | g0=9.80m/s2 | 月球绕地球转动周期 | T=27.3d |
月球表面重力加速度 | g/=1.56m/s2 | 引力常量 |
根据这些数据可以估算出的物理量是
A. 月球半径 B. 月球质量
C. 地-月之间的距离 D. 月球的第一宇宙速度