问题 问答题

如图所示一根劲度系数k=200N/m的轻质弹簧拉着质量为m=0.2kg的物体从静止开始沿倾角为θ=37°的斜面匀加速上升,此时弹簧伸长量x=0.9cm,在t=1.0s内物体前进了s=0.5m.求:

(1)物体加速度的大小;

(2)物体和斜面间动摩擦因数.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案

(1)物体沿斜面做初速度为0的匀加速运动,根据运动学公式:s=

1
2
at2…①

a=

2s
t2
=
2×0.5
1.02
m/s2=1.0m/s2…②

(2)物体运动过程中受力情况如图所示,根据牛顿第二定律:

F-Ff-mgsin37°=ma …③

又根据胡克定律:F=kx…④

F=200×0.9×10-2 N=1.8N…⑤

代入解得:

Ff=F-mgsin37°-ma=(1.8-0.2×10×0.6-0.2×1.0)N=0.4N  …⑥

FN=mgcos37°=0.2×10×0.8 N=1.6N

根据滑动摩擦力公式Ff=μFN得:

μ=

Ff
FN
=
0.4
1.6
=0.25

答:

(1)物体加速度的大小为1m/s2

(2)物体和斜面间动摩擦因数为0.25.

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