题目内容

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Ft1=1s时撤去拉力,物体运动的部分vt图像如图乙所示。试求:

      (1)拉力F的大小。

      (2)t=4s时物体的速度v的大小。

设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知

       Fmgsinθμmgcosθma1…………………(1分)

      撤去力后,由牛顿第二定律有

      mgsinθμmgcosθma2                  …………………………(1分)

      根据图像可知:a1=20m/s2a2=10m/s2

      代入解得F=30N   μ=0……………(2分)

      (2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2

      v1a2t2,解得t2=2s                                                 (1分)

      则物体沿着斜面下滑的时间为t3tt1t2=1s   (1分)

      设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律

      mgsinθμmgcosθma3                               (1分)

      有a 3=                 2 m/s2

      t=4s时速度va3t3=2m/s                       (1分)

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