题目内容

2.如图所示,在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端L=1m的A处,有一物块由静止开始沿斜面下滑到达底端B处,然后在水平面上滑动一段距离到达C处后停止,每隔t=0.2s通过传感器测得物块的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.若物块与各接触面之间的动摩擦因数均相等,不计物块撞击水平面时的能量损失.
已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
t/s0.00.20.4…1.2…
v/(m•s-1)0.00.40.8…1.0…
(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)物块在水平面上滑动的距离x.

分析 (1)根据表格中的数据,结合加速度的定义式求出匀加速运动的加速度大小,再结合牛顿第二定律求解动摩擦因数.
(2)根据牛顿第二定律求解在水平面上的加速度,再根据速度位移公式求解位移.

解答 解:(1)由前三组数据可知,在相等的时间间隔0.2s内速度变化相同,说明至少前0.4s内物体在斜面上做匀加速运动,滑行过程的加速度大小为:${a}_{1}=\frac{△v\\;}{△t\\;}=\frac{0.4}{0.2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$
根据牛顿第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma1
代入数据解得:μ=0.5
(2)滑到底端B处的速度大小设为v,则:v2=2a1L
代入数据解得:v=2m/s
物块在水平面上做减速运动,加速度为:${a}_{2}=\frac{μmg}{m}=μg=5m/{s}^{2}$
滑动的距离:$x=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}=0.4m$

点评 解决本题的关键理清物体的运动规律,结合运动学公式灵活求解,知道B点的速度最大,即匀加速运动的末速度等于匀减速运动的初速度.

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