质量m=1kg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vo=3.6m/s沿着倾角为37°...
问题详情:
质量m=1kg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vo=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.滑块向上滑动过程中,一段时间内的速度一时间图象如图所示(g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)滑块上滑过程中加速度的大小;
(2)滑块所受外力F;
(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.
【回答】
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:1)根据速度﹣时间图象的斜率表示加速度即可求解;
(2)设F沿斜面向上,对滑块进行受力分析,根据牛顿第二定律列式求解外力F,若F为负值,则方向与假设方向相反;
(3)滑块到最高点时速度为零,撤除外力后 mgsinθ<μmgcosθ,所以滑块不能返回斜面底端,根据运动学公式求出滑块停在离斜面底端的距离
解答: 解:(1)由速度图象可得,加速度大小为:a=
(2)设F沿斜面向上,由牛顿第二定律得:﹣(F﹣mgsin37°﹣μmgcos37°)=ma
F=mgsin37°+μmgcos37°﹣ma=﹣2.6N
负号说明F的方向沿斜面向下.
(3)撤掉力F后,由于mgsin37°=1×10×0.6N=6N<μmgcos37°=0.8×1×10×0.8N=6.4N
故物体不会返回.
物体离斜面的距离为:s=
答:(1)滑块上滑过程中加速度的大小为15m/s2;
(2)滑块所受外力F为2.6牛,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,滑块停在离斜面底端0.43米处.
点评:本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的应用,要求同学们能正确对滑块进行受力分析,能根据图象得出有效信息,难度适中.
知识点:牛顿第二定律
题型:计算题
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