问题
问答题
在倾角为37°的足够长的斜面上,一个质量为2 kg的物体由静止释放,受到的空气阻力与其速度成正比(f=kv),最终物体匀速下滑的速度为2 m/s。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.3,g取10 m/s2,求物体沿斜面下滑速度为1 m/s时的加速度值。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案
物体沿斜面下滑,受到重力mg、支持力N、摩擦力fN和空气阻力f作用,根据牛顿第二定律mgsin37°-f-fN=ma ①(4分)
又fN=μN=μmgcos37° ②(2分)
f=Kv
联立以上各式解得 ③(2分)
当物体以v1=2 m/s的速度匀速下滑时,加速度a=0,
代入数据求得K=3.6 kg/s ④(4分)
当物体速度为v2=1 m/s时,代入数据求得 a=1.8 m/s2 (4分)
本题考查牛顿运动定律,中等题。空气阻力与速度有关。速度为2 m/s时受力平衡,解得空气阻力与速度的比例系数。速度为1 m/s时列牛顿第二定律方程。