質量m=1kg的滑塊受到一個沿斜面方向的外力F作用,從斜面底端開始,以初速度vo=3.6m/s沿著傾角為37°...
問題詳情:
質量m=1kg的滑塊受到一個沿斜面方向的外力F作用,從斜面底端開始,以初速度vo=3.6m/s沿著傾角為37°足夠長的斜面向上運動,物體與斜面間的動摩擦因數為μ=0.8.滑塊向上滑動過程中,一段時間內的速度一時間圖象如圖所示(g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)滑塊上滑過程中加速度的大小;
(2)滑塊所受外力F;
(3)當滑塊到最高點時撤除外力,此後滑塊能否返回斜面底端?若不能返回,求出滑塊停在離斜面底端的距離;若能返回,求出返回斜面底端時的速度.
【回答】
考點:牛頓第二定律;勻變速直線運動的位移與時間的關係.
專題:牛頓運動定律綜合專題.
分析:1)根據速度﹣時間圖象的斜率表示加速度即可求解;
(2)設F沿斜面向上,對滑塊進行受力分析,根據牛頓第二定律列式求解外力F,若F為負值,則方向與假設方向相反;
(3)滑塊到最高點時速度為零,撤除外力後 mgsinθ<μmgcosθ,所以滑塊不能返回斜面底端,根據運動學公式求出滑塊停在離斜面底端的距離
解答: 解:(1)由速度圖象可得,加速度大小為:a=
(2)設F沿斜面向上,由牛頓第二定律得:﹣(F﹣mgsin37°﹣μmgcos37°)=ma
F=mgsin37°+μmgcos37°﹣ma=﹣2.6N
負號說明F的方向沿斜面向下.
(3)撤掉力F後,由於mgsin37°=1×10×0.6N=6N<μmgcos37°=0.8×1×10×0.8N=6.4N
故物體不會返回.
物體離斜面的距離為:s=
答:(1)滑塊上滑過程中加速度的大小為15m/s2;
(2)滑塊所受外力F為2.6牛,方向沿斜面向下;
(3)當滑塊到最高點時撤除外力,此後滑塊不能返回,滑塊停在離斜面底端0.43米處.
點評:本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的應用,要求同學們能正確對滑塊進行受力分析,能根據圖象得出有效資訊,難度適中.
知識點:牛頓第二定律
題型:計算題
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