Question

如下圖（a）所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為F＝8N的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量m＝1kg，通過DIS實驗，得到如圖（b）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取10m/s²。試問：

（1）圖（b）中圖線與縱坐標交點a₀多大？

（2）圖（b）中圖線與θ軸交點坐標分別為θ₁和θ₂，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于θ₁和θ₂之間時物塊的運動狀態(tài)。

（3）若木板長L_OA＝2m，水平放置，物塊在F的作用下由O點開始運動，為保證物塊不沖出木板A端，力F最多作用多長時間？

Answer 1

（1）θ=0⁰時，木板水平放置，m/s²…………2分

（2）當斜面傾角為θ₁時，摩擦力沿斜面向下；當斜面傾角為時，摩擦力沿斜面向上；當斜面傾角在θ₁和θ₂之間時，物塊處于靜止狀態(tài)�！�………3分

（3）設(shè)F作用的時間為t₀，位移為s₀。撤去F作用后物塊加速度為a，運動時間為t，位移為s

        …………1分    

        …………1分

     m/s²   …………1分  

     …………1分

            …………1分

      代入…………1分

      有

      

      解得s  …………1分