题目内容

【题目】如图(a),AB为光滑水平面,BC为倾角的光滑固定斜面,两者在B处平滑连接。质量m=1.6 kg的物体,受到与水平方向成斜向上拉力F的作用,从A点开始运动,到B点撤去F,物体冲上光滑斜面。物体在运动过程中的图像图(b)所示。求:

(1)AB段的长度;

(2)拉力F的大小;

(3)物体冲上斜面的最大距离;

(4)若仅改变拉力F的大小,使物体从A出发,沿运动,且能越过D点。已知,求拉力F的取值范围。

【答案】(1)5m (2)5N (3)2.5m (4) 的范围为

【解析】

(1)由图得,段的长度

(2)物体前2 s的加速度

,

由牛顿第二定律

(3)设物体沿斜面上升的最大高度为,由机械能守恒定律

物体冲上斜而的最大距离为

(4)设物体在B点的速度为,且恰能到达D点,由机械能守恒定律

,

物体在段做匀加速直线运动,设其加速度为,有

又

,

可得

由牛顿第二定律

以拉力为时物体恰好不离开面,有

所以物体既要沿运动,又能越过D点,的范围为。

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