题目内容
如图甲所示,水平地面上的P点有一质量m=1.0kg的滑块,一轻弹簧左端固定在墙面,右端与滑块接触(不粘连),弹簧处于原长.现推动滑块将弹簧压缩到Q点,PQ间的距离△x=0.40m.t=0时刻释放滑块,利用速度传感器描绘出滑块的速度-时间图象如图乙中的Oabc所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线.Od是速度图象上O点的切线.取g=10m/s2.求:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的劲度系数k.
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的劲度系数k.
分析:(1)根据速度时间图线求出匀减速直线运动的加速度,通过牛顿第二定律求出滑块与地面之间的动摩擦因数.
(2)根据速度图象的斜率等于加速度,求出刚释放弹簧瞬时滑块的加速度,根据牛顿第二定律和胡克定律列式,即可求得k.
(2)根据速度图象的斜率等于加速度,求出刚释放弹簧瞬时滑块的加速度,根据牛顿第二定律和胡克定律列式,即可求得k.
解答:解:(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动,滑块的加速度大小为:
a1=
=
=5m/s2;
由牛顿第二定律知:μmg=ma1,解得:μ=0.5
(2)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度a2=
=
=30m/s2;
根据牛顿第二定律得:k△x-μmg=ma2,解得:k=87.5N/m
答:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.5;
(2)弹簧的劲度系数k是87.5N/m.
a1=
△v |
△t |
1.5 |
0.55-0.25 |
由牛顿第二定律知:μmg=ma1,解得:μ=0.5
(2)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度a2=
△v |
△t |
3 |
0.1 |
根据牛顿第二定律得:k△x-μmg=ma2,解得:k=87.5N/m
答:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.5;
(2)弹簧的劲度系数k是87.5N/m.
点评:本题关键要由速度图象的斜率等于加速度,再根据牛顿第二定律、胡克定律结合进行求解,基础题.
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