题目内容

(17分)如图甲所示,带斜面的足够长木板P,质量M=3kg.静止在水平地面上,其右侧靠竖直墙壁,倾斜面BC与水平面AB的夹角、两者平滑对接。t=Os时,质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑,图乙所示为Q在O~6s内的速率随时间t变化的部分图线。已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍,sin370=0.6,cos370=O.8,g取10m/s2。求:

(1)木板P与地面间的动摩擦因数。

(2)t=8s时,木板P与滑块Q的速度大小。

(3)O~8s内,滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量。

(1) (2) (3)

【解析】

试题分析:(1)0~2s内,P因墙壁存在而不动,Q沿着BC下滑,2s末的速度为v1=9.6m/s,设P、Q间动摩擦因数为μ1,P与地面间的动摩擦因数为μ2;

对Q,由图像有 (1分)

由牛顿第二定律有: (2分)

联立求解得: (1分)

(1分)

(2)2s后,Q滑到AB上,因,故P、Q相对滑动,且Q减速、P加速,设加速度大小分别是a2、a3,Q从B滑动AB上到P、Q共速所用的时间为t0

对Q有: (1分)

对P有: (1分)

共速时: (1分)

解得a2=1.5m/s2、a3=0.1m/s2、t0=6s (1分)

故在t=8s时,P、Q的速度大小恰相同, (2分)

(3)0~2s内,根据图像中面积的含义,Q在BC上发生的位移x1=9.6m (1分)

2~8s内,Q发生的位移 (1分)

P发生的位移 (1分)

0~8s内,Q与木板P之间因摩擦而产生的热量 (2分)

代入数据得 (1分)

考点:本题考查了匀变速直线运动规律,牛顿第二定律,图像、功能关系.

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