题目内容
如图所示,质量为m的小物块以初速度V沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ<tan θ,下图表示该物块的速度V和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度V的方向为正方向)中可能正确的是( )A.
B.
C.
D.
【答案】分析:首先分析物体的运动情况:物体先做匀减速运动,当速度减为零之后由于μ<tanθ,所以mgsinθ>μmgcosθ,则知物体匀加速下滑,根据牛顿第二定律和运动学公式比较上滑和下滑的时间,物体滑回到出发点时的速度大小.
解答:解:A、B先物体沿着斜面向上做匀减速运动,当速度减为零之后由于μ<tanθ,所以mgsinθ>μmgcosθ,则知物体匀加速下滑.设物体上滑和下滑的时间分别为t1和t2、加速度大小分别为a1和a2,滑回出发点的速度大小为v.
上滑过程:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,则a1=g(sinθ+μmgcosθ)
下滑过程:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,则a2=g(sinθ-μmgcosθ),则有a1>a2.
由位移x=
,x=
,则得,t1>t2、
由于摩擦力一直做负功,则v<v.故A错误,B正确.
C、D物体受到滑动摩擦力的大小始终为μmgcosθ,保持不变,而方向先沿斜面向下,后沿斜面向上,即先正后负.故C错误,D正确.
故选BD
点评:本题是牛顿定律、运动学规律的综合应用,要抓住上滑与下滑过程的位移大小相等,由加速度关系即可判断其他量的关系.
解答:解:A、B先物体沿着斜面向上做匀减速运动,当速度减为零之后由于μ<tanθ,所以mgsinθ>μmgcosθ,则知物体匀加速下滑.设物体上滑和下滑的时间分别为t1和t2、加速度大小分别为a1和a2,滑回出发点的速度大小为v.
上滑过程:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,则a1=g(sinθ+μmgcosθ)
下滑过程:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,则a2=g(sinθ-μmgcosθ),则有a1>a2.
由位移x=
由于摩擦力一直做负功,则v<v.故A错误,B正确.
C、D物体受到滑动摩擦力的大小始终为μmgcosθ,保持不变,而方向先沿斜面向下,后沿斜面向上,即先正后负.故C错误,D正确.
故选BD
点评:本题是牛顿定律、运动学规律的综合应用,要抓住上滑与下滑过程的位移大小相等,由加速度关系即可判断其他量的关系.
练习册系列答案
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