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质量为40kg的雪橇在倾角θ=37°的斜面上向下滑动(如图甲所示),所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪橇运动的v-t图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线.试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ.
分析:AB是曲线的切线的斜率表示速度为5m/s时的加速度大小,根据牛顿第二定律列出速度是5m/s时、以及加速度为零时的动力学方程.联立两方程求出空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ.
解答:解:由牛顿运动定律得mgsin θ-μFN-kv=ma
   由平衡条件得FN=mgcos θ
  由图象得A点,vA=5 m/s,加速度aA=2.5 m/s2
有:mgsin θ-μFN-kvA=maA.①
最终雪橇匀速运动时最大速度vm=10 m/s,a=0
mgsin θ-μFN-kvm=0②
联立①②,代入数据解得μ=0.125,k=20 kg/s.
答:出空气的阻力系数k为20kg/s,雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ为0.125.
点评:本题考查了学生的看图分析图象的能力,能根据图象从中找出有用的信息,结合牛顿第二定律进行求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,质量为40kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,雪橇与地面间动摩擦因数为0.2(取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6 )求:
(1)雪橇的加速度多大?
(2)经过2s撤去F,再经3s时雪橇的速度多大?
(3)经过2s撤去F,雪橇在5s内的位移多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

质量为40kg的雪橇在倾角θ=37°的斜面上向下滑动如图甲所示,所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪橇运动的v-t图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线,g取10m/s2.根据以上信息,不可以确定下列哪个物理量(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,质量为40kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,经过2s撤去拉力F,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20.取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6.求:
(1)刚撤去拉力时雪橇的速度υ的大小;
(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离.

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年江西省高三上学期第三次月考物理试卷 题型:选择题

质量为40kg的雪橇在倾角=370 的斜面上向下滑动,如图(a)所示,所受的空气阻力与速度成正比,今测得雪橇运动的v-t图象如(b)所示,且AB是曲线在A点切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线。根据以上信息,不可以确定下列哪个物理量(  )

A.空气的阻力系数                   B.雪橇与斜面间的动摩擦因数

C.雪橇在斜面上下滑的最大速度       D.雪橇达到最大速度时所用的时间

 

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