题目内容
【题目】某同学近日做了这样一个实验,将一个小铁块(可看成质点)以一定的初速度,沿倾角可在0—90°之间任意调整的木板向上滑动,设它沿木板向上能达到的最大位移为x, 若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角α的关系如图所示。g取10m/s2。求:
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(1)小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少?
(2)当α= 53°时,小铁块达到最高点后,又回到出发点,物体的速度将变为多大?(结果可以带根号)
【答案】(1)5m/s
(2) ![]()
【解析】
根据动能定理,求出物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式,然后结合图象当α=90°时的数据求出物体的初速度;求出物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式,根据α=30°时的数据求出动摩擦因数;先求出α=53°时物体上升的高度,然后由动能定理求出物体返回时的速度。
(1)根据动能定理,物体沿斜面上滑过程,
根据动能定理:![]()
得
由图可得,当
时,根据
,代入数据得v0=5m/s,即物体的初速度为5m/s.
由图可得,
时,
,代入数据得:
(2)物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系为:![]()
把
代入,解得:
由动能定理得:![]()
解得:![]()
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