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【题目】频闪照相是研究物理过程的重要手段,如图所示是某同学研究一质量为m=0.5kg的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片。已知斜面足够长,倾角为α=370,闪光频率为10Hz。经测量换算获得实景数据:sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm。取g=l0m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求:

(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ,并说明滑块在斜面上运动到最高点后能否自行沿斜面下滑;

(2)滑块在斜面上运动过程中克服摩擦力所做的功。

【答案】(1)滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑(23.2J

【解析】:(1)由题意可知,物块在水平面上做匀速直线运动,且设速度为v0 ,则

v0 = sl/T= sl·f=4.0m/s。 (2分)

在斜面上物块做匀减速直线运动,设加速度为a,则

由公式有s4 - s3="aT"2解得a = -10m/s2 2分)

由牛顿第二定律有-mgsinα -μmgcosα=ma

联立以上方程解得μ =0.5 2分)

mgsinα >μmgcosα ,所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑 。(2分)

2)设滑块在斜面上能上滑的最大距离为sm ,则对滑块在斜面上上滑过程应用动能定理有

-mgsinα -μmgcosαsm=0-mv0 2

解得sm=0.8m 2分)

故滑块在斜面上上滑和下滑运动的全过程克服摩擦力所做的功为

Wf =" 2(μmgcosα)" sm =3.2J 3分)

练习册系列答案
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D. 紫光照射金属板发生光电效应时,增大入射光强度,则光电子的最大初动能增大

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