题目内容

在倾斜角为θ的长斜面上,一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,滑块(连同风帆)的质量为m,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,风帆受到向后的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比,即f=kv.滑块从静止开始沿斜面下滑的v-t图象如图所示,图中的倾斜直线是t=0时刻速度图线的切线.

(1)由图象求滑块下滑的最大加速度和最大速度的大小;

(2)若m=2 kg,θ=37°,g取10 m/s2,求出μ和k的值.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

解析:(1)由图象可知滑块做加速度减小的加速运动,最终可达最大速度vm=2 m/s    

t=0时刻滑块的加速度最大,即为vt图线在O点的切线的斜率:

a==3 m/s2.                                              

(2)根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ-kv=mA                              ①

将θ=37°,t=0时v=0、a=3 m/s2代入①式得

μ==0.375                                                               

将θ=37°及滑块达最大速度vm=2 m/s时a=0代入①式得k=3 N·s/m.

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