頻閃照相是研究物理過程的重要手段，如圖所示是某同學(xué)研究一質(zhì)量為m=0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片．已知斜面足夠長，傾角為α=37°，閃光頻率為10Hz．經(jīng)測量換算獲得實景數(shù)據(jù)：sl=s2=40cm，s3=35cm，s4=25cm，s5=15cm．取g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，設(shè)滑塊通過平面與斜面連接處時沒有能量損失．求：

（1）滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ，并說明滑塊在斜面上運動到最高點后能否自行沿斜面下滑；

（2）滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功．


考點：

動能定理的應(yīng)用；牛頓第二定律．

專題：

動能定理的應(yīng)用專題．

分析：

（1）對滑塊上滑階段運用勻變速直線運動的推論△x=aT2，求出勻變速直線運動的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出摩擦力的大小，從而得出動摩擦因數(shù)．根據(jù)重力的下滑分力與最大靜摩擦力的關(guān)系，判斷能否下滑．

（2）滑塊在水平面上做勻速直線運動，勻速直線運動的速度等于上滑的初速度，根據(jù)上滑的初速度．對于上滑的過程，根據(jù)動能定理求得上滑的最大距離，即可根據(jù)功的公式求解克服摩擦力所做的功．

解答：

解：（1）由題意可知，物塊在水平面上做勻速直線運動，且設(shè)速度為v0，則

在斜面上物塊做勻減速直線運動，設(shè)加速度為a，則

由公式有s4﹣s3=aT 2 解得a=﹣10m/s2

由牛頓第二定律有﹣mgsinα﹣μmgcosα=ma

聯(lián)立以上方程解得μ=0.5  

因mgsinα＞μmgcosα，所以滑塊在斜面上運動到最高點后能自行沿斜面下滑．

（2）設(shè)滑塊在斜面上能上滑的最大距離為sm，則對滑塊在斜面上上滑過程應(yīng)用動能定理有

解得Sm=0.8m      

故滑塊在斜面上上滑和下滑運動的全過程克服摩擦力所做的功為

W克f=2（μmgcosα） Sm=3.2J  

答：

（1）滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ為0.5，滑塊在斜面上運動到最高點后能自行沿斜面下滑．

（2）滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功為3.2J．

點評：

解決本題的關(guān)鍵要掌握勻變速直線運動的推論：△x=aT2，以及動能定理．

　

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


一束單色光斜著射向并穿過一厚度為d的玻璃磚．已知該玻璃磚對單色光的折射率為n，單色光的入射角為α光在真空中的傳播速度為C．求：

（1）若入射角α=60°，且已知n=．求該色光經(jīng)玻璃磚上表面折射后的折射角；

（2）該色光穿過玻璃磚所用的時間與入射角α和折射率n的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：


將電動車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機蓄電池連接．當在騎車者用力蹬車或電動自行車自動滑行時，自行車就可以連通發(fā)電機向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來．現(xiàn)有某人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉自充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化關(guān)系如圖線①所示；第二次啟動自充電裝置，其動能隨位移變化關(guān)系如圖線②所示，則第二次向蓄電池所充的電能是（　�。�

　

A．

200J

B．

250J

C．

300J

D．

500J

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖為湖邊一傾角為30°的大壩橫截面示意圖，水面與大壩的交點為O．一人站在A點以速度v0沿水平方向扔一小石子，已知AO=40m，不計空氣阻力（g取10m/s2），下列說法正確的是（　�。�

　

A．

若v0＞18m/s，則石塊可以落入水中

　

B．

若v0＜20m/s，則石塊不能落入水中

　

C．

若石子能落入水中，則v0越大，落水時速度方向與水平面的夾角越大

　

D．

若石子不能落入水中，則v0越大，落到斜面上時速度方向與斜面的夾角越大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在豎直放置的金屬板M上放一個放射源C，可向紙面內(nèi)各個方向射出速率均為v的α粒子，P是與金屬板M 平行的足夠大的熒光屏，到M的距離為d．現(xiàn)在 P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強磁場，調(diào)整磁感應(yīng)強度的大小，恰使沿M板向上射出的α粒子剛好垂直打在熒光屏上．若α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為+2e．則（　�。�

　

A．

磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度B的大小為

　

B．

磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度B的大小為

　

C．

在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長度為2d

　

D．

在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長度為4d

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科目：高中物理 來源： 題型：


火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為（　�。�

　

A．

0.2 g

B．

0.4 g

C．

0.8 g

D．

2.5 g

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中．一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離l時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）．設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為g．則此過程（　�。�

　

A．

桿的速度最大值為

　

B．

流過電阻R的電荷量為

　

C．

恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

　

D．

恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,質(zhì)量為m的物體用細繩拴住放在粗糙的水平傳送帶上,物體距傳送帶左端的距離為L。當傳送帶分別以v1、v2的速度逆時針轉(zhuǎn)動(v1<v2),穩(wěn)定時繩與水平方向的夾角為θ,繩的拉力分別為F1、F2;若剪斷細繩時,物體到達左端的時間分別為t1、t2,則下列說法正確的是(　　)

A.F1<F2                      B.F1=F2

C.t1一定大于t2               D.t1可能等于t2

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，有一豎直固定在地面的透氣圓筒，筒中有一輕彈簧，其下端固定，上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊，當滑塊運動時，圓筒內(nèi)壁對滑塊有阻力的作用，阻力的大小恒為Ff＝mg(g為重力加速度)．在初始位置滑塊靜止，圓筒內(nèi)壁對滑塊的阻力為零，彈簧的長度為l.現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2l處自由落下，與滑塊發(fā)生碰撞，碰撞時間極短．碰撞后物體與滑塊粘在一起向下運動，運動到最低點后又被彈回向上運動，滑動到剛發(fā)生碰撞位置時速度恰好為零，不計空氣阻力．求

(1)物體與滑塊碰撞后共同運動速度的大��；

(2)碰撞后，在滑塊向下運動的最低點的過程中彈簧彈性勢能的變化量．

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