Question

（11分）频闪照相是研究物理问题的重要手段。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α＝37°，闪光频率为10Hz。经测量换算获得实景数据：s_l＝s₂＝40cm，s₃＝35cm，s₄＝25cm，s₅＝15cm。（取g＝10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求

（1）滑块沿水平面运动的速度大小；
（2）滑块沿斜面向上运动的加速度及向上运动的最大距离；
（3）试判断滑块在斜面上运动到最高点后，能否自行沿斜面下滑，并说明理由。

Answer 1

（1）v₀＝4.0m/s（2）s＝0.8m（3）滑块运动到最高点后能自行沿斜面下滑

试题分析：（1）物块在水平面上做匀速直线运动的速度
 1分
 1分
代入数据得v₀＝4.0m/s  1分
（2）物块沿斜面向上做匀减速直线运动
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）由牛顿第二定律得
 1分
代入数据得μ＝0.5 1分
因为μ＜tan37°，所以滑块运动到最高点后能自行沿斜面下滑。  1分