题目内容

(12分)一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30°足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v-t图.求:(g取10m/s2)

⑴滑块冲上斜面过程中加速度大小;
⑵滑块与斜面间的动摩擦因数;
⑶判断滑块最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端时的速度;若不能返回,求出滑块停在什么位置.

⑴a=12m/s2;⑵μ==0.81;⑶不能,斜面上距底端1.5m处

解析试题分析:⑴在v-t图象中,图线的斜率表示了物体运动的加速度,因此滑块冲上斜面过程中加速度大小为:a=m/s2=12m/s2
⑵滑块在上滑过程中,受竖直向下的重力mg、斜面的垂直斜面向上的支持力N和沿斜面向下的滑动摩擦力f作用,根据牛顿第二定律可知,在沿斜面向下方向上有:mgsin30°+f=ma
在垂直斜面方向上有:N-mgcos30°=0
根据滑动摩擦定律有:f=μN
联立以上三式解得:μ==0.81
⑶由于μ=>tan30°=
所以当滑块上滑减速至速度为零时,重力沿斜面向下的分力小于斜面对滑块的最大静摩擦力,滑块不再下滑,根据匀变速直线运动规律可知,滑块上滑的位移为:s==1.5m(或用图象面积求解)
即滑块停在斜面上距底端1.5m处
考点:本题主要考查了对v-t图象的理解及匀变速直线运动规律、牛顿第二定律的应用问题,属于中档题。

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