题目内容

质量为m=lkg的物体在平行于斜面向上的拉力 F的作用下从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动,一段时间后撤去拉力F,其向上运动的v-t图象如图所示,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2).求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ
(2)拉力F的大小;
(3)物体沿斜面向上运动的最大距离x0

解:设施加外力F的过程中物体的加速度为a1,撤去力F的瞬间物体的速度为v,撤去力F后物体上滑的加速度大小为a2,由牛顿第二定律得:
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
mgsinθ+μmgcosθ=ma2
由图象可知:
解得:μ=0.25
F=12N
物体沿斜面向上运动的最大距离
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.
(2)拉力F的大小为12N.
(3)物体沿斜面向上运动的最大距离48m.
分析:(1、2)根据图线的斜率求出物体匀加速和匀减速直线运动的加速度大小,通过牛顿第二定律求出拉力的大小和物体与地面间的动摩擦因数.
(3)通过图线与时间轴围成的面积求出物体沿斜面向上运动的最大距离.
点评:解决本题的关键知道图线的斜率表示加速度的大小,通过牛顿第二定律进行求解.
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