【題目】頻閃照相是研究物理過程的重要手段,如圖所示是某同學(xué)研究一質(zhì)量為m=0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片。已知斜面足夠長,傾角為α=370,閃光頻率為10Hz。經(jīng)測量換算獲得實景數(shù)據(jù):sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm。取g=l0m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,設(shè)滑塊通過平面與斜面連接處時沒有能量損失。求:

(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ,并說明滑塊在斜面上運動到最高點后能否自行沿斜面下滑;

(2)滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功。

【答案】(1)滑塊在斜面上運動到最高點后能自行沿斜面下滑(23.2J

【解析】:(1)由題意可知,物塊在水平面上做勻速直線運動,且設(shè)速度為v0 ,則

v0 = sl/T= sl·f=4.0m/s。 (2分)

在斜面上物塊做勻減速直線運動,設(shè)加速度為a,則

由公式有s4 - s3="aT"2解得a = -10m/s2 2分)

由牛頓第二定律有-mgsinα -μmgcosα=ma

聯(lián)立以上方程解得μ =0.5 2分)

mgsinα >μmgcosα ,所以滑塊在斜面上運動到最高點后能自行沿斜面下滑 。(2分)

2)設(shè)滑塊在斜面上能上滑的最大距離為sm ,則對滑塊在斜面上上滑過程應(yīng)用動能定理有

-mgsinα -μmgcosαsm=0-mv0 2

解得sm=0.8m 2分)

故滑塊在斜面上上滑和下滑運動的全過程克服摩擦力所做的功為

Wf =" 2(μmgcosα)" sm =3.2J 3分)

練習(xí)冊系列答案
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C. 電壓表V1的讀數(shù)大于電壓表V2的讀數(shù)

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