问题
问答题
如图甲所示,质量为m=lkg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,tl=1s时撤去拉力,物体运动的部分V-t图象如图乙所示试求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8g=10m/s2)
(1)拉力F的大小.
(2)t2=4s时刻物体的速度V的大小.

答案
(1)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F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
撤去力去,由牛顿第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma2
根据图象可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2
代入解得F=30N μ=0.5
(2)在物块由A到C过程中,设撤去力后物体运动到最高点时间为t2,υ1=a2t2,解得t2=2s
则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=ls
设下滑加速度为a3由牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma3
有a3=2m/s2
t=4s时速度υ=a3t3=2m/s
答:(1)拉力F的大小为30N.
(2)t2=4s时刻物体的速度V的大小为2m/s.