Question

【題目】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．

Answer 1

【答案】
（1）解；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．

答：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）解；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：滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功為3.2J．

【解析】（1）頻閃照相，相當(dāng)于打點兒計時器所打出的點。根據(jù)相鄰相等時間間隔位移之差恒定可以求出滑塊的加速度。再根據(jù)牛頓第二運動定律。可以求出動摩擦因數(shù)。
（2）滑塊在斜面上運動過程中摩擦力所做的功可以用動能定理直接列式求解。
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解勻變速直線運動的速度、位移、時間的關(guān)系的相關(guān)知識，掌握速度公式：V=V0+at；位移公式：s=v0t+1/2at2；速度位移公式：vt2-v02=2as；以上各式均為矢量式，應(yīng)用時應(yīng)規(guī)定正方向，然后把矢量化為代數(shù)量求解，通常選初速度方向為正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值，以及對勻變速運動中的平均速度的理解，了解平均速度：V=V0+Vt．