题目内容

10.如图所示,一倾角为37°的斜面AB长16m,一质量为2kg的小物体从斜面顶端由静止开始下滑,g取10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B时的速度大小及所用时间.
(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数?是多少?

分析 (1)对物体受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律列式求出加速度;运用速度位移关系公式求出速度,由速度公式求解时间.
(2)物体沿斜面匀速下滑时,合力为零,根据平衡条件和摩擦力公式结合解答.

解答 解:(1)对物体受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
mgsin37°-μmgcos37°=ma
解得:a=gsin37°-μgcos37°=10×0.6-0.5×10×0.8=2m/s2
由v2=2ax得:v=$\sqrt{2ax}$=$\sqrt{2×2×16}$=8m/s
运动的时间为:t=$\frac{v}{a}$=$\frac{8}{2}$s=4s
(2)物体沿斜面匀速下滑时,合力为零,根据平衡条件有:
mgsin37°-μmgcos37°=0
得:μ=tan37°=0.75
答:(1)小物体下滑到斜面底端B点时的速度是8m/s,所用时间是4s.
(2)小物体与斜面间的动摩擦因数μ是0.75.

点评 本题是已知受力情况确定运动情况的问题,关键是根据牛顿第二定律求解加速度.

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