题目内容

8.一质量m=0.5kg的滑块以某一初速度冲上倾角θ=37°的足够长的斜面,利用传感器测出滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出滑块上滑过程中的v-t图象如图所示.取sin37°=0.6,g=10m/s2,认为滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则(  )
A.滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5
B.滑块返回斜面底端时的速度为2m/s
C.滑块在上升过程中重力做的功为-25J
D.滑块返回斜面底端时重力的功率为6$\sqrt{5}$W

分析 根据速度时间图线得出滑块上滑的加速度大小,结合牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小以及下滑的加速度,根据图线围成的面积求出上滑的位移,从而结合速度位移公式求出返回底端的速度.根据瞬时功率公式求出返回底端时重力的瞬时功率.

解答 解:A、滑块上滑做匀减速运动的加速度大小为:${a}_{1}=\frac{△v}{△t}=10m/{s}^{2}$,根据牛顿第二定律得:a1=gsin37°+μgcos37°,代入数据解得:μ=0.5.故A正确.
B、滑块返回时的加速度大小we:a2=gsin37°-μgcos37°=6-0.5×8m/s2=2m/s2,位移的大小x=$\frac{1}{2}×10×1m=5m$,则滑块返回斜面底端的速度v=$\sqrt{2{a}_{2}x}=\sqrt{2×2×5}m/s=2\sqrt{5}m/s$,故B错误.
C、滑块上升过程中,重力做功的大小为:W=-mgh=-5×5×0.6J=-15J,故C错误.
D、滑块返回底端时重力的瞬时功率为:P=mgvsin37°=5×$2\sqrt{5}×0.6$W=$6\sqrt{5}W$,故D正确.
故选:AD.

点评 本题考查了牛顿第二定律与图线的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,知道平均功率和瞬时功率的区别,掌握这两种功率的求法.

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