如图所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,最终停在水平面上的C点,已知A点距水平面的高度h=0.8m,B点距C点的距离L=2.0m(滑块经

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-09-08 09:12:42 高中物理

如图所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,最终停在水平面上的C点,已知A点距水平面的高度h=0.8m,B点距C点的距离L=2.0m(滑块经过B点时没有能力损失,g=10m/s2),求

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(1)滑块在运动过程中的最大速度;

(2)滑块在水平面间的动摩擦因数μ;

(3)滑块从A点释放后,经过实践t=1.0s时速度的大小.

【答案】

(1)

解:滑块先在斜面上做匀加速运动,然后在水平面上做匀减速运动,故滑块运动到B点时速度最大为vm,设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1,根据牛顿第二定律,有mgsin30°=ma1

根据运动学公式,有 1

解得:vm=4m/s

即滑块在运动过程中的最大速度为4m/s

(2)

解:滑块在水平面上运动的加速度大小为a2

根据牛顿第二定律,有μmg=ma2

根据运动学公式,有 2

解得:μ=0.4

即滑块与水平面间的动摩擦因数μ为0.4

(3)

解:滑块在斜面上运动的时间为t1

根据t﹣t1公式,有vm=a1t1,得t1=0.8s

由于t>t1,

故滑块已经经过B点,做匀减速运动t﹣t1=0.2s

设t=1.0s时速度大小为v,根据运动学公式,有v=vm﹣a2(t﹣t1)解得:v=3.2m/s

滑块从A点释放后,经过时间t=1.0s时速度的大小为3.2m/s

【解析】

(1)滑块在斜面上时,对其受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解出加速度,再根据运动学公式计算末速度;(2)对减速过程运用牛顿第二定律列式,再运用速度位移公式列式,最后联立方程组求解;(3)先判断加速时间,再根据速度时间关系公式求解t=1.0s时速度的大小.

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