用同种材料制成倾角为θ=30°的斜面和长水平面,斜面长3.0m且固定,斜面与水平面之间有一段很小的弧形平滑连接。一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下滑动,若初始速度v0=

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

用同种材料制成倾角为θ=30°的斜面和长水平面,斜面长3.0m且固定,斜面与水平面之间有一段很小的弧形平滑连接。一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下滑动,若初始速度v0=2.0m/s,小物块运动2.0s后停止在斜面上。减小初始速度v0,多次进行实验,记录下小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间t,作出相应的v0-t图象如图所示。(已知g=10m/s2)求:

(1)小物块在斜面上下滑的加速度大小和方向; 
(2)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ的值;
(3)某同学认为,若小物块初速度v0=3m/s,则根据图象可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3s。以上说法是否正确?若正确,请给出推导过程;若不正确,请说明理由,并解出正确的结果。

◎ 答案

(1)  方向沿斜面向上(2) (3)不正确。因为随着初速度v0的增大,小物块会滑到水平面上,规律将不再符合图象中的正比关系。小物块在斜面上滑行时间,小物块在水平面上滑行时间,运动总时间为

◎ 解析


试题分析:(1)由得    
加速度大小   
   方向沿斜面向上  
(2)由牛顿第二定律得                      
滑动摩擦力大小为 
                                              
 
(3)不正确。因为随着初速度v0的增大,小物块会滑到水平面上,规律将不再符合图象中的正比关系 
设小物块在斜面上滑行位移时的速度减为
 

  
小物块在斜面上滑行时间 
小物块在水平面上滑行,牛顿第二定律:   
解得                                        
小物块在水平面上滑行时间  
s
运动总时间  
点评:本题要注意到斜面不是无限长的,分析时要判断在给定的长度内物块是否会停下,如果停不下来,还要分析在水平面上的运动,注意此时的摩擦力变了,受力也变了,所以加速度也变了。

◎ 知识点

    专家分析,试题“用同种材料制成倾角为θ=30°的斜面和长水平面,斜面长3.0m且固定,斜面与水平面之间有一段很小的弧形平滑连接。一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下滑动,若初始速度v0=…”主要考查了你对  【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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