题目内容

如图所示，倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上，质量m=2.0kg的物块（可视为质点），在沿斜面向上的拉力F作用下，由静止开始从斜面底端沿斜面向上运动．已知拉力F=32N，物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25，sin37°=0.6，cos37°=0.8，且斜面足够长．求：
（1）物块加速度的大小；
（2）若在第2.0s末撤去拉力F，物块离斜面底端的最大距离；
（3）物块重新回到斜面底端时速度的大小．
（1）物块的受力情况如图1所示．由牛顿第二定律有：
F-mgsinθ-f=ma1…①
N-mgcosθ=0…②
又因为f=μN…③
由①②③式可求得：a1=8.0m/s2
（2）物块做初速度为零的匀加速直线运动，第2.0s末时物块的速度v1=a1t1=16m/s
这2.0s内物块的位移：x1=
1
2
a1
t21
=16m
撤去拉力F后，物块的受力情况如图2所示．
由牛顿第二定律有：mgsinθ+f=ma2…④
由②③④式可求得：a2=8.0m/s2
物块做匀减速直线运动，到达最高点时，速度为零，
则有
v21
=2a2x2
解得：x2=16m
所以物块到斜面底端的距离：x=x1+x2=32m
（3）物块到达最高点后，物块的受力情况如图3所示．由牛顿第二定律有：mgsinθ-f=ma3…⑤
由②③⑤可求得：a3=4.0m/s2
物块做初速度为零的匀加速直线运动，则有
v23
=2a3x3
解得：v3=16m/s
答：（1）物块加速度的大小为8.0m/s2；
（2）若在第2.0s末撤去拉力F，物块离斜面底端的最大距离为32m；
（3）物块重新回到斜面底端时速度的大小为16m/s
练习册系列答案
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⑴为保证金属板不能从木板上掉下，木板的速度v0应满足什么条件？
⑵保持木板匀速运动外力对木板所做功是多少？
匀速上升的升降机中站着一个人，在升降机竖直减速上升的过程中，以下说法中正确的是（　　）
A．人对地板的压力将增大
B．地板对人的支持力将减小
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v0
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A．30NB．0C．18ND．12N
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下列说法符合物理学史实的是
A．牛顿发现了行星的运动规律
B．开普勒发现了万有引力定律
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．牛顿发现了海王星和冥王星
在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合历史事实的是
A．伽利略发现了行星的运动规律
B．牛顿发现了万有引力定律并测出引力常量
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．以牛顿运动学为基础的经典力学是普遍适用的
在物理学发展过程中，有许多科学家做出了突出贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是
A．法拉第首先提出用电场线描述电场，促进了人们对电磁现象的研究
B．安培坚信电和磁之间一定存在着某种联系，他首先发现了电流的磁效应，突破了人们对电与磁认识的局限
C．卡文迪许利用扭秤实验首先较准确地测出了引力常量
D．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，伽利略通过“理想斜面实验”证实了其正确性

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