Question

（14分）一質量m＝0.5kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角為30º足夠長的斜面，某同學利用DIS實驗系統測出了滑塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，如圖為通過計算機繪制出的滑塊上滑過程中的v-t圖。最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力，g取10m/s²，求：

（1）滑塊沖上斜面過程中的加速度大小；
（2）滑塊與斜面間的動摩擦因數；
（3）判斷滑塊最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端時的動能；若不能返回，求出滑塊停在什么位置。

Answer 1

（1）a=12m/s²（4分）；（2） μ=  （5分）；（3）x=1.5m（5分）

試題分析：(1)根據v-t圖像的斜率描述加速度，可求滑塊的加速度，故加速度大小為12m/s²；（2）在物體沖上斜面的過程中，根據牛頓第二定律，代入數據可求動摩擦因數（3）由題意知，μ＞tan30°，故滑塊速度減小到零時，重力的分力小于最大靜摩擦力，不能再下滑；根據勻變速直線運動的規律滑塊運動的位移，即滑塊停在距底端1.5m處。