问题
计算题
一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°足够长的斜面,某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程的v-t图象,如图所示。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)判断滑块最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端时的速度大小;若不能返回,求出滑块停在什么位置。
答案
解:(1)由图象可知,滑块的加速度
滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律,有mgsinθ+μmgcosθ=ma
代入数据解得μ=0.5
(2)滑块速度减小到零时,重力的下滑力大于最大静摩擦力,能再下滑
由匀变速直线运动的规律,滑块向上运动的位移
滑块下滑过程中根据牛顿第二定律,有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,a2=2 m/s2
由匀变速直线运动的规律,滑块返回底端的速度