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(2014?浙江模拟)某研究性学习小组为了测量木头与铁板间动摩擦因数,利用如图所示的装置将一铁板静置于水平地面上,其中水平段AB长L1=1.0m,倾斜段CD长L2=0.5m,与水平面夹角θ=53°,BC是一小段圆弧,物体经过BC段速度大小不变.现将一小木块(可视为质点)从斜面上的P点由静止开始释放,木块滑到水平面上Q点处停止运动.已知P点距水平面高h=0.2m,B、Q间距x=0.85m,(取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8)求:(1)动摩擦因数μ;(2)若某同学在A点以v0=2.5m/s的初速度将木块推出,试通过计算说明木块能否经过P点?若不能,则请求出木块从A点出发运动到最高点所需时间t.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
(2014?浙江模拟)某研究性学习小组为了测量木头与铁板间动摩擦因数,利用如图所示的装置将一铁板静置于水平地面上,其中水平段AB长L
1
=1.0m,倾斜段CD长L
2
=0.5m,与水平面夹角θ=53°,BC是一小段圆弧,物体经过BC段速度大小不变.现将一小木块(可视为质点)从斜面上的P点由静止开始释放,木块滑到水平面上Q点处停止运动.已知P点距水平面高h=0.2m,B、Q间距x=0.85m,(取重力加速度g=10m/s
2
,sin53°=0.8)求:
(1)动摩擦因数μ;
(2)若某同学在A点以v
0
=2.5m/s的初速度将木块推出,试通过计算说明木块能否经过P点?若不能,则请求出木块从A点出发运动到最高点所需时间t.
试题解答
见解析
解:(1)木块从P运动到Q过程分析,由功能关系得:mgh-μmgx-μmg
h
tanθ
=0
代入数据得:μ=0.2
(2)根据功能关系,E=
1
2
m
v
2
0
-(mgh+μmg(l
1
+
3
4
h))
E=3.125-4.15<0,故不能达到P点;
A到B过程分析:x′=v
0
t
1
+
1
2
a
1
t
1
2
根据牛顿第二定律:ma
1
=-μmg
代入数据得:t
1
=2s
解得:v
B
=1.5m/s
B到最高点过程分析,根据牛顿第二定律:ma
2
=mgsinθ+μmgcosθ
v
B
=a
2
t
2
解得:t
2
≈0.16s
所以,t
1
+t
2
=0.66s
答:(1)动摩擦因数μ为0.2;
(2)若某同学在A点以v
0
=2.5m/s的初速度将木块推出,木块不能经过P点,木块从A点出发运动到最高点所需时间t为0.66s.
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