Question

【題目】某同學為了測定木塊與斜面間的動摩擦因數,他用測速儀研究木塊在斜面上的運動情況,裝置如圖甲所示,他使木塊以初速度v0=4m/s沿傾角θ=30°的斜面上滑,緊接著下滑至出發點,并同時開始記錄數據,結果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點的v-t圖線如圖乙所示,g取10m/s2,則下列計算結果正確的是 (　　)

A. 上滑過程中的加速度的大小為8 m/s2

B. 木塊與斜面間的動摩擦因數

C. 木塊回到出發點時的速度大小v=2 m/s

D. 木塊在t=2 s時返回出發點

Answer 1

【答案】AC

【解析】

由v-t圖象可以求出上滑過程的加速度；
由牛頓第二定律可以得到摩擦因數；
由運動學可得上滑距離，上下距離相等，由牛頓第二定律可得下滑的加速度，再由運動學可得下滑至出發點的速度和時間；

A、由題圖乙可知，木塊經滑至最高點，由加速度定義式有：
取初速度方向為正，則上滑過程中加速度為：，負號表示方向與初速度方向相反，故A正確；
B、上滑過程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛頓第二定律F=ma得上滑過程中有：，代入數據得：，故B錯誤；
C、下滑的距離等于上滑的距離：

下滑摩擦力方向變為向上，由牛頓第二定律得：
下滑過程中：
解得：

下滑至出發點的速度大小為：
聯立解得：，故C正確；
D、向下運動的時間：，返回出發點的時間：，故D錯誤。