Question

頻閃照相是研究物理問題的重要手段。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α＝37°，閃光頻率為10Hz。經(jīng)測量換算獲得實(shí)景數(shù)據(jù)：s_l＝s₂＝40cm，s₃＝35cm，s₄＝25cm，s₅＝15cm。（取g＝10m/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）滑塊沿水平面運(yùn)動的速度大小；

（2）滑塊沿斜面向上運(yùn)動的加速度及向上運(yùn)動的最大距離；

（3）試判斷滑塊在斜面上運(yùn)動到最高點(diǎn)后，能否自行沿斜面下滑，并說明理由。

Answer 1

解：（1）物塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動的速度

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代入數(shù)據(jù)得v₀＝4.0m/s      1分

（2）物塊沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動

由公式s₃－s₄＝a T²      1分

得加速度a₁＝10m/s²   1分                                                                                            方向沿斜面向下    1分

由  1分

得s＝0.8m   1分

（3）由牛頓第二定律得

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代入數(shù)據(jù)得μ＝0.5      1分

因?yàn)?i>μ＜tan37°，所以滑塊運(yùn)動到最高點(diǎn)后能自行沿斜面下滑。        1分