题目内容

曾经有科学家采用使物体做匀加速直线运动的方法,来测定物体与斜面间的动摩擦因数,实验装置如图所示,在一个倾角为θ的斜面上,使小木块从静止开始匀加速滑下,实验测得小木块在时间t内的位移为x,已知重力加速度为g.试求:
(1)小木块在下滑过程中的加速度a;
(2)小木块与斜面间的动摩擦因数μ.
分析:(1)物体由静止匀加速下滑,已知位移为x,时间为t,根据运动学公式x=
1
2
at2,求出加速度;
(2)根据牛顿第二定律,求出合力,通过受力分析,求出摩擦力和支持力,再根据f=μN,求动摩擦因数.
解答:解:(1)物体由静止匀加速下滑,已知位移为x,时间为t,由x=
1
2
at2,得加速度a=
2x
t2

(2)根据牛顿第二定律,得F=ma
对物体进行受力分析,运用正交分解得:N=mgcosθ
则得  mgsinθ-f=ma,
f=mgsinθ-ma
所以μ=
f
N
=
mgsinθ-m?
2x
t2
mgcosθ
=
gsinθ-
2x
t2
gcosθ

答:
(1)小木块在下滑过程中的加速度a是
2x
t2

(2)小木块与斜面间的动摩擦因数μ是
gsinθ-
2x
t2
gcosθ
点评:本题属于根据运动求力,联系前后的桥梁是加速度.根据运动学公式求出加速度,根据牛顿第二定律求出合力,从而求出未知力.
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