Question

2．如圖所示，在傾角θ=37°的粗糙斜面上距離斜面底端L=1m的A處，有一物塊由靜止開始沿斜面下滑到達(dá)底端B處，然后在水平面上滑動(dòng)一段距離到達(dá)C處后停止，每隔t=0.2s通過(guò)傳感器測(cè)得物塊的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)．若物塊與各接觸面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，不計(jì)物塊撞擊水平面時(shí)的能量損失．
已知g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

t/s	0.0	0.2	0.4	…	1.2	…
v/（m•s-1）	0.0	0.4	0.8	…	1.0	…

（1）物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）物塊在水平面上滑動(dòng)的距離x．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，結(jié)合加速度的定義式求出勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，再結(jié)合牛頓第二定律求解動(dòng)摩擦因數(shù)．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求解在水平面上的加速度，再根據(jù)速度位移公式求解位移．

解答 解：（1）由前三組數(shù)據(jù)可知，在相等的時(shí)間間隔0.2s內(nèi)速度變化相同，說(shuō)明至少前0.4s內(nèi)物體在斜面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，滑行過(guò)程的加速度大小為：${a}_{1}=\frac{△v\\;}{△t\\;}=\frac{0.4}{0.2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$
根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinθ-μmgcosθ=ma₁
代入數(shù)據(jù)解得：μ=0.5
（2）滑到底端B處的速度大小設(shè)為v，則：v²=2a₁L
代入數(shù)據(jù)解得：v=2m/s
物塊在水平面上做減速運(yùn)動(dòng)，加速度為：${a}_{2}=\frac{μmg}{m}=μg=5m/{s}^{2}$
滑動(dòng)的距離：$x=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}=0.4m$

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理清物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解，知道B點(diǎn)的速度最大，即勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度等于勻減速運(yùn)動(dòng)的初速度．