题文
一质量为0.5kg的滑块以6m/s的初速度冲上一倾角为30°足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v-t图.求:(g取10m/s.)
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;(结果可用根式表示)
(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动能:若不能返回,求出滑块在斜面上滑行的最大位移.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由v-t图象可知滑块沿斜面向上做匀减速直线运动,其加速度
大小:a=△v△t=60.5=12m/s2
滑块受力如图
由牛顿第二定律得
mgsinθ+μN=ma
N-mgcosθ=0
解得:μ=a-gsinθgcosθ=7
(2)滑块在斜面上的静摩擦力:
f=μN=3.5N>mgsinθ=2.5N,故不能下滑.
S=12at2=1.5m
答:(1)滑块与斜面间的动摩擦因数为7315;
(2)滑块最后不返回斜面底端,滑块在斜面上滑行的最大位移为1.5m.
解析
△v△t
考点
据考高分专家说,试题“一质量为0.5kg的滑块以6m/s的初速.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法: