题目内容

【题目】如图所示,水平面与倾角θ=37°的斜面在B处平滑相连,水平面上A、B两点间距离s0=8 m。质量m=1 kg的物体(可视为质点)在F=6.5 N的水平拉力作用下由A点从静止开始运动,到达B点时立即撤去F,物体将沿粗糙斜面继续上滑(物体经过B处时速率保持不变)。已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25。(g10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:

(1)物体在水平面上运动的加速度大小a1

(2)物体运动到B处的速度大小vB

(3)物体在斜面上运动的时间t

【答案】(1)4m/s2 (2)8m/s (3)2.4s

【解析】

(1)在水平面上,根据牛顿第二定律求出加速度;(2)根据速度位移公式求出B点的速度;(3)物体在斜面上先向上减速,再反向加速度,求出这两段的时间,即为物体在斜面上的总时间。

(1)在水平面上,根据牛顿第二定律得:

代及数据解得:

(2)根据运动学公式:

代入数据解得:

(3)物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中,根据牛顿第二定律得:

物体沿斜面向上运动的时间:

物体沿斜面向上运动的最大位移为:

,物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动

根据牛顿第二定律得:

物体沿斜面下滑的时间为:

物体在斜面上运动的时间:

联立方程①-⑥代入数据解得:

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