题目
------------------------- --如图所示,一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端,经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ,g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是( )A. v0=2.5m/sB. v0=1.5m/sC. μ=0.28D. μ=0.25
如图所示,一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端,经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ,g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是( )- A. v0=2.5m/s
- B. v0=1.5m/s
- C. μ=0.28
- D. μ=0.25
题目解答
答案
解:AB、物块水平沿中线做匀减速直线运动,则
$\overline{v}$=$\frac{x}{t}$=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$
由题干知
x=1m,t=1s,v>0
代入数据有v0<2m/s,故A不可能,B可能;
CD、对物块做受力分析有
a=-μg,
v2-${v}_{0}^{2}$=2ax
整理有.
${v}_{0}^{2}$+2ax>0
由于v0<2m/s可得μ<0.2,故CD不可能。
故选:B。
$\overline{v}$=$\frac{x}{t}$=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$
由题干知
x=1m,t=1s,v>0
代入数据有v0<2m/s,故A不可能,B可能;
CD、对物块做受力分析有
a=-μg,
v2-${v}_{0}^{2}$=2ax
整理有.
${v}_{0}^{2}$+2ax>0
由于v0<2m/s可得μ<0.2,故CD不可能。
故选:B。
解析
考查要点:本题主要考查匀减速直线运动的规律应用,涉及平均速度公式、速度位移公式的综合运用,以及对物理情境的分析能力。
解题核心思路:
- 明确运动性质:物块在桌面上做匀减速直线运动,末速度必须大于0(因滑落时仍在运动)。
- 利用平均速度公式:通过位移和时间求出初速度范围。
- 结合速度位移公式:通过摩擦力产生的加速度,推导动摩擦因数的范围。
破题关键点:
- 末速度条件:滑落时速度$v > 0$,限制初速度$v_0 < 2 \, \text{m/s}$。
- 摩擦因数范围:通过$v_0$的最大可能值推导$\mu < 0.2$。
步骤1:分析运动过程
物块在桌面上做匀减速直线运动,初速度$v_0$,末速度$v > 0$,位移$x = 1 \, \text{m}$,时间$t = 1 \, \text{s}$,加速度$a = -\mu g$。
步骤2:应用平均速度公式
平均速度$\overline{v} = \frac{x}{t} = 1 \, \text{m/s}$,同时$\overline{v} = \frac{v_0 + v}{2}$,联立得:
$v_0 + v = 2 \quad \text{(单位:m/s)}$
因$v > 0$,故$v_0 < 2 \, \text{m/s}$,排除选项A,保留选项B。
步骤3:分析摩擦因数$\mu$
由速度位移公式:
$v^2 - v_0^2 = 2a x = 2(-\mu g)x$
代入$v > 0$得:
$v_0^2 < 2\mu g x$
整理得:
$\mu > \frac{v_0^2}{2gx}$
当$v_0$取最大可能值$2 \, \text{m/s}$时:
$\mu > \frac{2^2}{2 \cdot 10 \cdot 1} = 0.2$
但实际$v_0 < 2 \, \text{m/s}$,故$\mu < 0.2$,排除选项C、D。