问题 计算题

(12分)如图所示,足够长的斜面固定在地面上,倾角θ=37°,一物体以v0=12 m/s的初速度,从斜面A点处沿斜面向上运动.加速度大小为a=8.0 m/s2.已知重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)物体沿斜面上滑的最大距离x;

(2)物体与斜面间的动摩擦因数μ;

(3)物体沿斜面到达最高点后下滑返回A点时的速度大小v.

答案

(1)9 m (2)0.25 (3) 6 m/s

题目分析:(1)由=2ax得

x= m=9 m.                                      2分

(2)物体上滑时受力情况如图甲所示.

则由牛顿第二定律得

沿斜面方向上:mgsinθ+Ff=ma        ①                     2分

垂直斜面方向上:mgcos θ-FN=0      ②                   1分

又:Ff=μFN.                        ③                    1分

由①②③式解得:μ=0.25.                                 1分

(3)物体沿斜面下滑时受力情况如右图乙所示

由牛顿第二定律得

沿斜面方向上:mgsin θ-F′f=ma′    ④                   2分

垂直斜面方向上:mgcos θ-F′N=0    ⑤                     

又:F′f=μF′N                              ⑥                     

由④⑤⑥式代入数据解得:a′=4 m/s2.                       2分

由v2=2a′x  得v=6 m/s                                1分

点评:难度中等,加速度为联系运动和力的桥梁,如果要判断受力,应先根据运动情况求得加速度,再由受力和牛顿第二定律求解,在第二问中,思路正好相反

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