Question

【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。

Answer 1

【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：