质量为4kg的雪橇在倾角θ=37°的斜坡上向下滑动,所受的空气阻力与速度成正比,比例系数未知.今测得雪橇运动的v-t图象如图所示,且AB是曲线最左端那一点的切线,B点的坐标为(4

◎ 题目

质量为4kg的雪橇在倾角θ=37°的斜坡上向下滑动,所受的空气阻力与速度成正比,比例系数未知.今测得雪橇运动的v-t图象如图所示,且AB是曲线最左端那一点的切线,B点的坐标为(4,15),CD线是曲线的渐近线.试问:
(1)物体开始时做什么运动?最后做什么运动?
(2)当v0=5m/s和v1=10m/s时,物体的加速度各是多少?
(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)物体开始时做加速度减小的加速直线运动,最后作匀速直线运动.
(2)当v0=5m/s时,加速度a0=
15-5
4
m/s2=2.5m/s2

v1=10m/s时,加速度为a1=0
(3)t=0时刻开始加速时:mgsinθ-kv0-μmgcosθ=ma0┅①
最后匀速时:mgsinθ=kv1+μmgcosθ┅②.       
由上面二式,得
   kv0+ma0=kv1
解得 k=
ma0
v1-v0
=2kg/s
由②式,得μ=
mgsinθ-kv1
mgcosθ

代入解得 μ=0.125
答:(1)物体开始时做加速度减小的加速直线运动,最后作匀速直线运动.
(2)当v0=5m/s和v1=10m/s时,物体的加速度各是2.5m/s2和0.
(3)空气阻力系数k是2kg/s,雪橇与斜坡间的动摩擦因数是0.125.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“质量为4kg的雪橇在倾角θ=37°的斜坡上向下滑动,所受的空气阻力与速度成正比,比例系数未知.今测得雪橇运动的v-t图象如图所示,且AB是曲线最左端那一点的切线,B点的坐标为(4…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【匀变速直线运动】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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