Question

某同學為了測定木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，他用測速儀研究木塊在斜面上的運動情況，裝置如圖甲所示。他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角的斜面上滑，緊接著下滑至出發(fā)點，并同時開始記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點的v-t圖線如圖乙所示。g取10m/s2。求：

（1）（2分）上滑過程中的加速度的大小a1；       

（2）（3分）木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；

（3）（5分）木塊回到出發(fā)點時的速度大小v。

Answer 1

【知識點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系．A2 C2

【答案解析】 （1）8m/s2；（2）0.35；（3）v=2m/s．解析：（1）由題圖乙可知，木塊經(jīng)0.5s滑至最高點

上滑過程中加速度的大小：         

（2）由牛頓第二定律得

上滑過程中：                              

代入數(shù)據(jù)得                                      

（3）下滑的距離等于上滑的距離：
x= =1m   
下滑摩擦力方向變?yōu)橄蛏�，由牛頓第二定律F=ma得：
下滑過程中：mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得：a2＝gsinθ−μgcosθ＝10×−0.35×10× =2m/s2
下滑至出發(fā)點的速度大小為：v=聯(lián)立解得：v=2m/s  

【思路點撥】（1）由v-t圖象可以求出上滑過程的加速度．（2）由牛頓第二定律可以得到摩擦因數(shù)．
（3）由運動學可得上滑距離，上下距離相等，由牛頓第二定律可得下滑的加速度，再由運動學可得下滑至出發(fā)點的速度．解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運用牛頓第二定律和運動學公式聯(lián)合求解