题目内容

用同种材料制成倾角为α=37°的斜面和长水平面,斜面长2.5m且固定,斜面与水平面之间有一段很小的弧形连接。一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下滑动,若初始速度v0=2.0m/s,小物块运动2.0s后停止在斜面上。减小初始速度v0,多次进行实验,记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t,做出相应的t-v0图像如图所示。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

1.求小物块在斜面上下滑的加速度。

2.求小物块与该种材料间的动摩擦因数。

3.某同学认为,若小物块初速度v0=3m/s,则根据图像可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3s。这一说法是否正确?若正确,请给出推导过程;若不正确,请说明理由,并解出正确的结果。

 

 

 

 

 

 

 

 

【答案】

 

1.1.0m/s2 ,     加速度的方向沿斜面向上

2.=0.875

3.1.23s 

【解析】(1)(4分)=-1.0m/s2 ,      (2分)      1.0m/s2也给分

加速度的方向沿斜面向上              (2分)  (没有说明方向扣2分)

(2)(4分)牛顿第二定律:    

垂直斜面方向      FN=mgcosα ;                 (1分)

平行于斜面方向    mgsinα-μFN=ma               (1分)

解出=0.875                                 (2分)

(3)(8分)不正确。因为随着初速度v0的增大,小物块会滑到水平面上,规律将不再符合

图像中的正比关系

设小物块在斜面上滑行位移s1=2.5m时的速度减为v1,

则v1==2m/s                                          (2分)

小物块在斜面上滑行时间t1=                            (1分)

小物块在水平面上滑行,牛顿定律:-μmg=ma′                          (1分)

解出a′=-μg=-m/s2                                              (1分)

小物块在水平面上滑行时间t2==0.23s                 (1分)

运动总时间t总= t1+ t2=(1+0.23)s = 1.23s         (    )         (2分)

 

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