Question

【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=37°，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 ， 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．

Answer 1

【答案】
（1）解；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

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

由牛顿第二定律有﹣mgsinα﹣μmgcosα=ma

联立以上方程解得μ=0.5

因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．

答：滑块与斜面间的动摩擦因数μ为0.5，滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑．

（2）解；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

解得Sm=0.8m

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

W克f=2（μmgcosα） Sm=3.2J

答：滑块在斜面上运动过程中克服摩擦力所做的功为3.2J．

【解析】（1）频闪照相，相当于打点儿计时器所打出的点。根据相邻相等时间间隔位移之差恒定可以求出滑块的加速度。再根据牛顿第二运动定律。可以求出动摩擦因数。
（2）滑块在斜面上运动过程中摩擦力所做的功可以用动能定理直接列式求解。
【考点精析】解答此题的关键在于理解匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识，掌握速度公式：V=V0+at；位移公式：s=v0t+1/2at2；速度位移公式：vt2-v02=2as；以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值，以及对匀变速运动中的平均速度的理解，了解平均速度：V=V0+Vt．