位移表达式:x=v₀t-½gsinθ·t²
【提醒】
返回式运动要注意取好正负方向,然后套匀减速运动学公式即可.
示例:一物体沿倾角为θ=30°的光滑斜面上滑,初速度大小为v₀=10m/s,(g去取10m/s²)
(1)速度大小为2m/s所经历的时间;
(2)位移大小为5m所经历的时间.
【解析】
取沿斜面向上为正方向,加速度大小a=gsinθ=5m/s²,方向沿斜面向下.
第(1)问
①速度沿斜面向上
v=v₀-gsinθ·t代入数据
2m/s=10m/s-5t(m/s)
t=1.6s
若用v=v₀ gsinθ·t公式,需特别注意g=-5m/s².
②速度沿斜面向下
v=v₀-gsinθ·t代入数据
-2m/s=10m/s-5t(m/s)
t=2.4s
第(2)问
①位移沿斜面向上
x=v₀t-½gsinθ·t²,代入数据
8m=10t(m)-½·5t²(m)
『时间t有两个解,经同一位置,速度有沿斜面向上和向下两种情况』
②位移沿斜面向下
x=v₀t-½gsinθ·t²,代入数据
-8m=10t(m)-½·5t²(m)
『位移为8m,时间t总的有三个解』
③初速度为零
物体沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ,方向沿斜面向下.
☞光滑斜面上,不管上滑还是下滑,加速度都为a=gsinθ.
二、粗糙斜面上自由滑行
1.μ<gtanθ
①初速度沿斜面向下
物体沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.
②初速度沿斜面向上
物体沿斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ μgcosθ,方向沿斜面向下.
到达最高点后,反向沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.
☞返回式运动,注意加速度发生了变化.
③初速度为零
不能静止在斜面上,物体将沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.
2.μ>gtanθ
①初速度沿斜面向下
物体沿斜面向下做匀减速直线运动,加速度大小为a=μgcosθ-gsinθ,方向沿斜面向上,速度为零后停在在斜面上.
②初速度沿斜面向上
物体沿斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ μgcosθ,方向沿斜面向下,速度为零后停在在斜面上,不能返回.
③初速度为零
静止在斜面上.
3.μ=gtanθ
①初速度沿斜面向下
物体沿斜面向下做匀速直线运动,加速度大小为a=0.
②初速度沿斜面向上
物体沿斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ μgcosθ=2gtanθ,方向沿斜面向下,速度为零后停在在斜面上,不能返回.
③初速度为零
物体静止在斜面上.
☞在斜面上自由滑行,关键是要清楚物体的运动性质.
例题:一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动,那么,图中所示的四种情况中符合要求的是(C)
例题:例题:如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v₀、v₁、t₁均为已知量,则可求出)(ACD)