(2007•茂名一模)物体从斜面底部以一定的速率沿斜面向上运动,斜面底边水平,倾角可在

(2007•茂名一模)物体从斜面底部以一定的速率沿斜面向上运动,斜面底边水平,倾角可在
0°~90°之间变化,物体沿斜面到达的最远距离x和倾角θ的关系如图所示,求:
(1)物体与接触面的动摩擦因数;
(2)θ为多大时,x有最小值,并求出最小值.
wdong8111 1年前 已收到1个回答 举报

emmi1314 花朵

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解题思路:(1)物体沿斜面向上做匀减速直线运动,由牛顿第二定律和运动学结合,分别得出0°和90°时物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式,即可求出动摩擦因数;(2)由动能定理得到x与θ的关系式,运用数学知识求解最小值及达到最小值的条件.

(1)设初速度为v,当θ=0°时,物体沿水平方向运动,故
μmg=ma①
v2=2aSx
当θ=90°时,物体沿竖直方向做上抛运动,故
v2=2gh③
联立①、②、③解得:μ=

3
3④
(2)当物体以任意角运动时,由动能定理得
-μmgxsinθ-μmgxcosθ=0-[1/2mv2⑤
联立①、②、③、⑤解得:x=
5
3
sin(θ+30°)]⑥
可见,当θ=60°时,x有最小值:xmin=5
3⑦
答:
(1)物体与接触面的动摩擦因数为

3
3;
(2)θ为60°时,x有最小值,最小值为5
3.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律.

考点点评: 本题关键是根据动能定理求出位移的一般表达式,然后结合图象求出初速度和动摩擦因素,再用解析法求出位移的最小值.

1年前

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