题目内容
如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.2．物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F=9.6N的作用，从静止开始运动，经2s绳子突然断了．求绳断后多长时间物体速度大小为22m/s．（结果保留两位有效数字，已知sin37°=0.6，g取10m/s2）分析：物体先向上做匀加速直线运动，绳子断后，向上做匀减速直线运动到零，然后返回做匀加速直线运动，三个阶段的加速度不同，根据牛顿第二定律求出三个阶段的加速度，然后根据匀变速直线运动的公式分阶段求解．
解答：
解：第一阶段：在最初2 s内，物体在F=9.6N的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速运动，受力如图所示，有：沿斜面方向F-mgsinθ-Ff=ma1
沿垂直斜面方向FN=mgcosθ
且Ff=μFN
由①②③得：a1=
=2m/s2
2 s末绳断时瞬时速度v1=a1t1=4 m/s
第二阶段：从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程，设加速度为a2，则：
a2=
=-7.6 m/s2
设从断绳到物体达最高点所需时间为t2，据运动学公式v2=v1+a2t2，得t2═0.53 s
第三阶段：物体从最高点沿斜面下滑，在第三阶段物体加速度为a3，所需时间为t3．由牛顿定律知：
a3=
=4.4 m/s2
速度达v3=22 m/s，所需时间t3=
=5s
综上所述，从绳断到速度为22m/s所经历的总时间t=t2+t3=0.53s+5s≈5.5s．
解：第一阶段：在最初2 s内，物体在F=9.6N的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速运动，受力如图所示，有：沿斜面方向F-mgsinθ-Ff=ma1 沿垂直斜面方向FN=mgcosθ
且Ff=μFN
由①②③得：a1=
| F-mgsinθ-μmgcosθ |
| m |
2 s末绳断时瞬时速度v1=a1t1=4 m/s
第二阶段：从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程，设加速度为a2，则：
a2=
| -(mgsinθ+μmgcosθ) |
| m |
设从断绳到物体达最高点所需时间为t2，据运动学公式v2=v1+a2t2，得t2═0.53 s
第三阶段：物体从最高点沿斜面下滑，在第三阶段物体加速度为a3，所需时间为t3．由牛顿定律知：
a3=
| mgsinθ-μmgcosθ |
| m |
速度达v3=22 m/s，所需时间t3=
| v3-0 |
| a3 |
综上所述，从绳断到速度为22m/s所经历的总时间t=t2+t3=0.53s+5s≈5.5s．
点评：解决本题的关键理清物体的运动的情况，知道在各个阶段物体做什么运动．以及知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
（2011?安徽模拟）如图所示，在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB．平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为7m．在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放．设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
（2010?南昌一模）如图所示，在倾角为a的传送带上有质量均为m的三个木块1、2，3，中间均用原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于平衡状态．下列结论正确的是（ ）
如图所示，在倾角θ=37°的斜面上，固定着宽L=0.20m的平行金属导轨，在导轨上端接有电源和滑动变阻器，已知电源电动势E=6.0V，内电阻r=0.50Ω．一根质量m=10g的金属棒ab放在导轨上，与两导轨垂直并接触良好，导轨和金属棒的电阻忽略不计．整个装置处于磁感应强度B=0.50T、垂直于轨道平面向上的匀强磁场中．若金属导轨是光滑的，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2，求：
如图所示，在倾角为θ的光滑斜劈P的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B，C为一垂直固定在斜面上的挡板．A、B质量均为m，斜面连同挡板的质量为M，弹簧的劲度系数为k，系统静止于光滑水平面．现开始用一水平恒力F作用于P，（重力加速度为g）下列说法中正确的是（ ）
如图所示，在倾角α=37°的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一质量m=3kg，中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角β=37°的力F拉住，使整个装置处于静止状态．不计一切摩擦，求拉力F和斜面对圆柱体的弹力N的大小． （g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）