Question

（18分）如圖所示，質(zhì)量足夠大、截面是直角梯形的物塊靜置在光滑水平地面上，其兩個(gè)側(cè)面恰好與兩個(gè)固定在地面上的壓力傳感器X、Y相接觸。圖中AB高H=0.3m，AD長(zhǎng)L=0.5m。斜面傾角�？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的小物塊P（圖中未畫(huà)出）質(zhì)量m=1kg，它與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)可以通過(guò)更換斜面表面的材料進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍是。
   
（1）令，將P由D點(diǎn)靜止釋放，求P在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
（2）令，在A點(diǎn)給P一個(gè)沿斜面上的初速度，求P落地時(shí)的動(dòng)能。
（3）將壓力傳感器X、Y接到同一個(gè)數(shù)據(jù)處理器上，已知當(dāng)X和Y受到物塊壓力時(shí)，分別顯示正值和負(fù)值。對(duì)于不同的，每次都在D點(diǎn)給P一個(gè)方向沿斜面向下、大小足夠大的初速度，以保證它能滑離斜面。求滑行過(guò)程中處理器顯示的壓力F隨變化的函數(shù)關(guān)系式，并在坐標(biāo)系中畫(huà)出其函數(shù)圖象。

Answer 1

（1） （2）（3），圖象見(jiàn)解析

試題分析：（1）當(dāng)時(shí)．設(shè)P沿斜面下滑的加速度為，
由牛頓第二定律得：       1分
設(shè)P 在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
                            1分
代入數(shù)據(jù)解得：                1分
（2）設(shè)P沿斜面上滑位移為時(shí)速度為0，由動(dòng)能定理得：
                       2分
代入數(shù)據(jù)解得：                                    1分

設(shè)P 落地時(shí)的動(dòng)能為E_k，由動(dòng)能定理得：
 
代入數(shù)據(jù)解得：            1分
（3）P沿斜面下滑的過(guò)程中，物塊的受力如圖所示，設(shè)傳感器對(duì)物塊的壓力為F，取向右為正方向，
由平衡條件可得：
F+F_Nsin-F_fcos=0             2分
其中：F_N=mgcos                   1分
F_f= F_N                                    1分
代入數(shù)據(jù)解得：     1分
其圖象如圖所示。              … 2 分