题目内容

11.如图甲所示,粗糙斜面与水平面的夹角为30°,质量为0.3kg的小物块静止在A点,现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上,作用一段时间后撤去推力F,小物块能达到的最高位置为C点,小物块从A到C的v-t图象如图乙所示,g取10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.小物块到C点后将沿斜面下滑
B.小物块加速时的加速度是减速时加速度的$\frac{1}{3}$
C.小物块与斜面间的动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{3}$
D.推力F的大小为4N

分析 由图示图象求出物块的加速度,然后应用牛顿第二定律求出动摩擦因数,根据动摩擦因数判断物块能否下滑;应用牛顿第二定律求出推力大小.

解答 解:ABC、由图乙所示图象可知,加速运动的加速度大小为:a1=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{3}{0.9}m/{s}^{2}$=$\frac{10}{3}m/{s}^{2}$,减速运动的加速度大小为:a2=$\frac{△v′}{△t′}$=$\frac{3}{1.2-0.9}$=10m/s2,
在匀减速直线运动过程中,由牛顿第二定律知:mgsin30°+μmgcos30°=ma2,解得:μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,
所以mgsin30°=$\frac{1}{2}$mg=μmgcos30°,所以物块到达C点后将静止在C点不会下滑,故A错误,BC正确;
D、加速运动时,沿斜面方向根据牛顿第二定律可得:F-mgsin30°-μmgcos30°=ma1,即:F-$\frac{1}{2}×3-\frac{\sqrt{3}}{3}×3×\frac{\sqrt{3}}{2}=0.3×\frac{10}{3}$,
解得:F=4N.
故选:BCD.

点评 本题考查动力学知识与图象的综合,通过图线求出匀加速和匀减速运动的加速度是解决本题的关键.

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