题目内容


如图所示,在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端s=1m处有一质量m=1kg的物块,受水平恒力F作用由静止开始沿斜面下滑.到达底端时即撤去水平恒力F,然后在水平面上滑动一段距离后停止.不计物块撞击水平面时的能量损失.物块与各接触面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,g=10m/s2.求:

(1)若物块运动过程中最大速度为2m/s,水平恒力 F的大小为多少?

(2)若改变水平恒力F的大小,可使物块总的运动时间有一最小值,最小值为多少?

(sin37°=0.6,cos37°=0.8)


(1)物块到达斜面底端时速度最大

      代人数据得      a=2 m/s2              (2分)

对斜面上物块受力分析

         (3分)

 代入数据,解得F=2.6N              (1分)

(2)设斜面上物块加速度为a,运动时间为t1,在水平面上运动时间为t2

则                      (1分)

到达底端时速度为          (2分)

则总时间为     (1分)

根据基本不等式,当a=μg=2m/s2时有t最小值,tmin=2s       (2分)


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