Question

7．如圖甲所示，為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率v₀沿足夠長(zhǎng)的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s²，根據(jù)圖象可求出（　�。�

• A． 物體的初速率6m/s，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75
• B． 當(dāng)θ=45°時(shí)，物體到最高點(diǎn)后將靜止在斜面上
• C． 當(dāng)θ=45°時(shí)，物體在斜面上滑行的位移x最小
• D． 物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值為x_min=1.44m

Answer 1

分析 由題意明確圖象的性質(zhì)，則可得出位移的決定因素；根據(jù)豎直方向的運(yùn)動(dòng)可求得初速度；由水平運(yùn)動(dòng)關(guān)系可求得動(dòng)摩擦因數(shù)；再由數(shù)學(xué)知識(shí)可求得位移的最小值．

解答 解：A、由圖可知，當(dāng)斜面的傾角為90°時(shí)，位移為1.80m；則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：
 v₀²=2gh；
解得：v₀=$\sqrt{2×10×1.80}$=6m/s；
當(dāng)θ=0°時(shí)，x=2.40m．由動(dòng)能定理可得：-μmgx=-$\frac{1}{2}$mv₀²；解得：μ=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2gx}$=$\frac{{6}^{2}}{2×10×2.4}$=0.75；故A正確；
B、若θ=45°時(shí)，物體受到的重力的分力為 mgsin45°=$\frac{\sqrt{2}}{2}$；摩擦力f=μmgcos45°=0.75×mg×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\frac{3\sqrt{2}}{8}$mg，f＜mgsin45°．
一般認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，故物體到達(dá)最大位移后會(huì)下滑，故B錯(cuò)誤．
CD、根據(jù)動(dòng)能定理得：-mgxsinθ-μmgcosθx=0-$\frac{1}{2}$mv₀²解得：x=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2g（sinθ+μcosθ）}$=$\frac{18}{10（sinθ+\frac{3}{4}cosθ）}$=$\frac{18}{10×\frac{5}{4}sin（θ+α）}$，式中有 tanα=$\frac{3}{4}$，α=37°；
當(dāng)θ+α=90°，即θ=53°時(shí)，sin（θ+α）=1；此時(shí)位移最小，x_min=1.44m；故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查動(dòng)能定理、受力分析及豎直上拋運(yùn)動(dòng)；并鍵在于先明確圖象的性質(zhì)，再通過圖象明確物體的運(yùn)動(dòng)過程；結(jié)合受力分析及動(dòng)能定理等方法求解．