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精英家教网如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示.试求:
(1)物体沿斜面上滑的最大位移.
(2)物体与斜面间的动摩擦因数μ及拉力F的大小.
分析:(1)由图象得出加速上升过程和减速上升过程的加速度,然后根据位移公式求解加速和减速的位移;
(2)对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程求解.
解答:解:(1)设力F作用时物体的加速度为a1,撤去拉力时物体的加速度为a2
根据图象可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2
物体沿斜面上滑的最大位移 S=
v2
2a1
+
v2
2a2
=30m

(2)对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
撤去力后,由牛顿第二定律有
mgsinθ+μmgcosθ=ma2 
解得F=30N   
μ=0.5                  
答:(1)物体沿斜面上滑的最大位移为30m.
(2)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.5,拉力F的大小为30N.
点评:本题关键受力分析后,根据牛顿第二定律,运用正交分解法求解出各个运动过程的加速度,然后结合运动学公式列式求解.
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