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)
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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。
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)