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如图甲,质量为2kg的滑块受到一个沿斜面方向的外力F作用,从斜面底端开始,以初速度v0=3.6m/s沿着倾角为37°足够长的斜面向上运动,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.8.滑块开始一段时间
题目详情
如图甲,质量为2kg的滑块受到一个沿斜面方向的外力F作用,从斜面底端开始,以初速度v0=3.6m/s沿着倾角为37°足够长的斜面向上运动,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.8.滑块开始一段时间内的速度-时间图象如图所示乙(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)滑块上滑过程中加速度的大小和方向;
(2)滑块所受外力F的大小和方向;
(3)当滑块到最高点时撤除外力,此后滑块能否返回斜面底端?若不能返回,求出滑块停在离斜面底端的距离.若能返回,求出返回斜面底端时的速度.
(1)滑块上滑过程中加速度的大小和方向;
(2)滑块所受外力F的大小和方向;
(3)当滑块到最高点时撤除外力,此后滑块能否返回斜面底端?若不能返回,求出滑块停在离斜面底端的距离.若能返回,求出返回斜面底端时的速度.
▼优质解答
答案和解析
(1)设沿斜面向上为正,由图象a=
=
=-15m/s2.
方向沿斜面向下,向上做匀减速运动.
(2)设沿斜面向下为正方向.
垂直斜面方向N=mgcos37°=16N,
滑动摩擦力 f=μN=0.8×16=12.8N
沿着斜面方向 F+mgsin37°+f=ma,F=ma-f-mgsin37°
F=5.2N
方向沿斜面向下
(3)滑块不能返回斜面底端.因为当到达最高点后,重力沿斜面向下的分力mgsin37°=12N小于物体受到沿斜面向上的最大摩擦力f=12.8N.物体只能停在原处,
物体停下前所通过的路程s=
=0.432m.
答:(1)滑块上滑过程中加速度的大小为15m/s2,方向沿斜面向下;
(2)滑块所受外力F的大小为5.2N,方向沿斜面向下;
(3)当滑块到最高点时撤除外力,此后滑块不能返回斜面底端,滑块停在离斜面底端的距离为0.432m.
△v |
△t |
1.2-3.6 |
0.16 |
方向沿斜面向下,向上做匀减速运动.
(2)设沿斜面向下为正方向.
垂直斜面方向N=mgcos37°=16N,
滑动摩擦力 f=μN=0.8×16=12.8N
沿着斜面方向 F+mgsin37°+f=ma,F=ma-f-mgsin37°
F=5.2N
方向沿斜面向下
(3)滑块不能返回斜面底端.因为当到达最高点后,重力沿斜面向下的分力mgsin37°=12N小于物体受到沿斜面向上的最大摩擦力f=12.8N.物体只能停在原处,
物体停下前所通过的路程s=
v02 |
2a |
答:(1)滑块上滑过程中加速度的大小为15m/s2,方向沿斜面向下;
(2)滑块所受外力F的大小为5.2N,方向沿斜面向下;
(3)当滑块到最高点时撤除外力,此后滑块不能返回斜面底端,滑块停在离斜面底端的距离为0.432m.
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