题目内容
【题目】如图,一个质量为m=2kg的小物块静置于足够长的斜面底端。现对其施加一个沿斜面向上、大小为F=25N的恒力,3s后将F撤去,此时物块速度达到15m/s。设物块运动过程中所受摩擦力的大小不变,取g=10m/s2。求:
(1)物块所受摩擦力的大小;
(2)物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离;
(3)物块在斜面上运动的总时间。
【答案】(1)5N(2)37.5m(3)
【解析】试题分析:(1)根据速度公式求出加速度,根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小;(2)撤去拉力后物块继续上滑,根据牛顿第二定律求出此时的加速度,根据速度位移公式分别求出撤去拉力前的位移和撤去拉力后的位移,两个位移之和即为物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离;(3)撤去拉力前的时间已知,根据速度公式求出撤去拉力后的时间,根据牛顿第二定律和位移时间公式求出下滑的时间,三段时间之和即为物块在斜面上运动的总时间.
(1)根据速度公式得:
解得:
由牛顿第二定律:
解得:f=5N
(2)撤去拉力后物块继续上滑:
解得:
则撤力前上滑距离
撤力后上滑距离
物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离
(3)撤力后物块上滑:
下滑过程:
解得:
由
解得:
故斜面上运动的总时间为:
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