问题 问答题

如图甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0=4m/s从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t=0.5s时刻物块到达最高点,t=1.5s时刻物块又  返回底端.求:

(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1,、a2

(2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.

答案

(1)由图象可得:

a1=

v0
t1
=
4
1
2
m/s2=8m/s2

设物块返回底端时的速度为v则有:

1
2
v0t1=
1
2
v(t2-t1)

代入数据可得:v=2m/s

所以物体下滑时的加速度大小为:a2=

v
t2-t1
=2m/s2

(2)物块上滑时对物块进行受力分析根据牛顿第二定律有:

mgsinθ+μmgcosθ=ma1       ①

物块下滑时对物块进行受力分析根据牛顿第二定律有:

mgsinθ-μmgcosθ=ma2          ②

代入a1和a2由①和②式可解得:

θ=30°,μ=

3
5

答:(1)物体上滑时加速度大小为8m/s2,下滑时加速度大小为2m/s2

(2)斜面的倾角为θ=30°,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=

3
5

单项选择题
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