如图甲所示,光滑水平面上放置斜面体ABC,AB与BC圆滑连接,AB表面粗糙且水平(长度足够长),倾斜部分BC表面光滑,与水平面的夹角。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,规定力传感器受压时,其示数为正值;力传感器被拉时,其示数为负值。一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑,运动过程中,力传感器记录到力F和时间
的关系如图乙所示。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求:
28.斜面体倾斜部分BC的长度
29.滑块的质量
3m,
滑块在BC上运动时对斜面的压力等于mgcosθ,方向斜向下。对斜面的压力有水平向右的分力,所以斜面对传感器有向右的压力。在AB上运动时对AB有向左的摩擦力,所以此时对传感器有向左的拉力。
根据图乙知在BC上运动时间为1s。
在斜面上由牛顿第二定律有:
=6m/s2
斜面BC长度
2kg
根据力的分解得:斜面体对传感器的压力为
=2Kg
两阶段的压力不同,有图乙可知在斜面上的运动时间,根据牛顿第二定律求出加速度,据位移公式求解。两次根据力的分解列方程可求出质量。
不理解F-t图像,不会根据重力作用效果和压力的作用效果进行力的分解导致错误。