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2.5 m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=2.0 m/s,小物块运动2.0 s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,作出相应的t-v0图象如图所示.求:
(1)小物块在斜面上下滑的加速度.
(2)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=3 m/s,则根据图象可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3 s.
以上说法是否正确?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:
解析:
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(1) 加速度的方向沿斜面向上(1分) (2)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 (3)不正确.因为随着初速度v0的增大,小物块会滑到水平面上,规律将不再符合图象中的正比关系(1分) 设小物块在斜面上滑行位移s1=2.5 m时的速度减为v1, 则v1= 小物块在斜面上滑行时间t1= 小物块在水平面上滑行,牛顿定律:-μmg=m 解出 小物块在水平面上滑行时间t2= 运动总时间t总=t1+t2=(1+0.23)s=1.23 s(1分) |
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