Question

（11分）頻閃照相是研究物理問題的重要手段。如圖所示是某同學研究一質量為m＝0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片。已知斜面足夠長，傾角α＝37°，閃光頻率為10Hz。經測量換算獲得實景數據：s_l＝s₂＝40cm，s₃＝35cm，s₄＝25cm，s₅＝15cm。（取g＝10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），設滑塊通過平面與斜面連接處時沒有能量損失。求

（1）滑塊沿水平面運動的速度大小；
（2）滑塊沿斜面向上運動的加速度及向上運動的最大距離；
（3）試判斷滑塊在斜面上運動到最高點后，能否自行沿斜面下滑，并說明理由。

Answer 1

（1）v₀＝4.0m/s（2）s＝0.8m（3）滑塊運動到最高點后能自行沿斜面下滑

試題分析：（1）物塊在水平面上做勻速直線運動的速度
 1分
 1分
代入數據得v₀＝4.0m/s  1分
（2）物塊沿斜面向上做勻減速直線運動
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）由牛頓第二定律得
 1分
代入數據得μ＝0.5 1分
因為μ＜tan37°，所以滑塊運動到最高點后能自行沿斜面下滑。  1分