试题与答案

斜面固定在水平地面上,倾角θ=53°,斜面足够长,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0

题型:问答题

题目:

斜面固定在水平地面上,倾角θ=53°,斜面足够长,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,如图所示.一物体以v0=6.4m/s的初速度从斜面底端向上滑行,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,求

(1)物体上滑的最大距离

(2)物体返回斜面底端的时间

(3)物体运动到最大高度一半时的速度.

答案:

(1)物体上滑过程,根据动能定理得

-(mgxsinθ+μmgcosθ)x=0-

1
2
m
v20

解得,x=1.6m

(2)根据牛顿第二定律得,物体下滑过程的加速度大小为a=

mgsinθ-μmgcosθ
m
=g(sinθ-μcosθ)

代入解得,a=3.2m/s2

由x=

1
2
at2得,t=
2x
a
=1s

(3)设上滑和下滑到最大高度一半时物体的速度大小分别为v1和v2,则

上滑:-(mgxsinθ+μmgcosθ)

1
2
x=
1
2
m
v21
-
1
2
m
v20

下滑:(mgxsinθ-μmgcosθ)

1
2
x=
1
2
m
v22

解得,v1=3.2

2
m/s,v2=1.6
2
m/s.

答:

(1)物体上滑的最大距离是1.6m.

(2)物体返回斜面底端的时间是1s.

(3)物体上滑到最大高度一半时的速度为3.2

2
m/s,下滑到最大高度一半时的速度为1.6
2
m/s.

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