如图所示,一根劲度系数k=200 N/m的轻质弹簧拉着质量为m=0.2 kg的物体从静止开始沿倾角为θ=37°的斜面匀加速上升,此时弹簧伸长量x=0.9 cm,在t=1.0 s内物体前进了s=0.5 m。求:
(1)物体加速度的大小;
(2)物体和斜面间的动摩擦因数。(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解析:(1)根据运动学公式:s=at2①(2分)
得a== m/s2=1.0 m/s2②(2分)
(2)物体运动过程受力如图所示。
根据牛顿第二定律:
F-Ff-mgsin37°=ma③(2分)
FN=mgcos37°=0.2×10×0.8 N=1.6 N④
根据胡克定律:F=kx⑤
F=200×0.9×10-2 N=1.8 N⑥(1分)
把⑥式代入③式得:
Ff=F-mgsin37°-ma
=(1.8-0.2×10×0.6-0.2×1.0) N
=0.4 N⑦(2分)
根据滑动摩擦力公式Ff=μFN得:
μ===0.25(1分)