题目内容

13.质量为50kg的物体放在倾角为30°的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为0.2,物体沿斜面做加速直线运动,求物体下滑的加速度及下滑5s末的速度.(注:斜面足够长)

分析 对滑块受力分析,受重力、支持力、滑动摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解加速度;再根据运动学公式列式求解末速度.

解答 解:对滑块受力分析,受重力、支持力、滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
平行斜面方向:mgsin30°-f=ma
垂直斜面方向:mgcos30°-N=0
其中:f=μN
联立解得:
a=g(sin30°-μcos30°)=(5-$\sqrt{3}$)m/s2=3.3m/s2
故5s末的速度为:
v=at=3.3×5=16.5m/s
答:物体下滑的加速度为3.3m/s2,下滑5s末的速度为16.5m/s.

点评 本题是已知受力情况确定运动情况的问题,关键是先受力分析后根据牛顿第二定律求解加速度,然后根据运动学公式列式求解,基础题目.

练习册系列答案
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3.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
利用图乙所示装置测定正方体小铁块和由长木板制成的斜面体(包括水平部分,斜面与水平面之间有一小段圆弧连接的长度忽略不计,水平部分足够长,重力加速度为g)间的动摩擦因数μ.

(1)用20个等分刻度的游标卡尺测得小铁块的边长d=20.20 mm.(如图丙所示)
(2)将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端P悬挂一铅垂线,Q为锥尖与桌面的接触点.1和2是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得1、2之间的距离为L(L>>d),则小铁块下滑过程中的加速度a=$\frac{{d}^{2}(△{t}_{1}^{2}-△{t}_{2}^{2})}{2L△{t}_{1}^{2}△{t}_{2}^{2}}$(用d、△t1、△t2、L表示);再利用米尺测出斜面的高h和斜面的长L,就可以测得动摩擦因数μ.
(3)若光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺测定动摩擦因数μ,请写出实验方案:让小铁块由顶端从静止滑下,滑至水平板上的C点停下,测出顶端的高度h和小铁块在整个过程中的水平位移x.测得的动摩擦因数μ=$\frac{h}{x}$.(用测定的物理量所对应的字母表示)

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