题目内容

如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°(sin37º=0.6;cos37º=0.8)的固定且足够长的粗糙斜面上,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图像如图乙所示(物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2)试求:

(1)拉力F的大小。
(2)t=4s时物体的速度v的大小。

(1) 30N  (2) 2m/s

解析试题分析:(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,
y轴   N -mgcosθ= 0       其中   f =" μ" N
x轴 F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
撤去力后,由牛顿第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma2
根据图像可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2,代入解得F=30N,μ=0.5 
(2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2,v1=a2t2, 解得t2=2s,
则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=1s,
设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma3,
有a 3="2" m/s2,t=4s时速度v=a3t3=2m/s
考点:

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