题目内容

【题目】一个质量m=2kg的滑块在倾角为θ=37°的固定斜面上,受到一个大小为40N的水平推力F作用,以v0=10m/s的速度沿斜面匀速上滑.(sin37°=0.6,取g=10m/s2

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)若滑块运动到A点时立即撤去推力F,求这以后滑块再返回A点经过的时间.

【答案】
(1)

解:滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动时,合力为零,则有

Fcos37°=mgsin37°+μ(mgcos37°+Fsin37°)

代入解得,μ=0.5


(2)

解:撤去F后,滑块上滑过程:

根据牛顿第二定律得:mgsin37°+μmgcos37°=ma1

得,a1=g(sin37°+μcos37°)

上滑的时间为 t1= =1s

上滑的位移为 x= =5m

滑块下滑过程:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma2

得,a2=g(sin37°﹣μcos37°)

由于下滑与上滑的位移大小相等,则有

x=

解得, = s

故 t=t1+t2=(1+ )s


【解析】(1)滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动,合力为零,根据正交分解法列方程,求解动摩擦因数;(2)若滑块运动到A点时立即撤去推力F,滑块先向上做匀减速运动,后向下做匀加速运动.根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解时间.

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