Question

13．質(zhì)量為 10kg的物體在F=200N的水平推力作用下從粗糙斜面的底端由靜止開始沿斜面運(yùn)動，斜面固定不動，與水平地面的夾角θ=37°．力F作用2秒鐘后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25秒鐘后，速度減為零．
求：（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ
（2）物體從開始沿斜面運(yùn)動到速度為零時(shí)間內(nèi)的總位移x．已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）對物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出F作用前后的加速度的表達(dá)式，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)基本公式列式即可求解動摩擦因數(shù)；
（2）根據(jù)第一問的表達(dá)式求出勻加速上升和勻減速上升的加速度，根據(jù)位移時(shí)間公式求出上升的總位移，

解答 解：當(dāng)拉力作用在物體上時(shí)受力情況答圖所示，設(shè)加速運(yùn)動時(shí)的加速度大小為a₁，
末速度為v，撤去拉力后減速運(yùn)動時(shí)的加速度大小為a₂，則：

N=mgcosθ+Fsinθ，
Fcosθ-f-mgsinθ=ma₁，
f=μN(yùn)，
f+mgsinθ=ma₂．
由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知v=a₁t₁，v=a₂t₂，
聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得：μ=0.25
（2）物體的總位移：x=$\frac{1}{2}$a₁t₁²+$\frac{1}{2}$a₂t₂²，
代入數(shù)據(jù)得：x=16.25m．
答：（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25
（2）物體從開始沿斜面運(yùn)動到速度為零時(shí)間內(nèi)的總位移x為16.25

點(diǎn)評 本題主要考察了牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)基本公式的直接應(yīng)用，抓住勻加速運(yùn)動的末速度即為勻減速運(yùn)動的初速度列式，難度適中．