问题
问答题
如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v—t图像如图乙，试求
（1）拉力F的平均功率；
（2）t＝4s时物体的速度v。
答案
（1） 300W （2）2m/s， ； 沿着斜面向下
（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 （1分）
撤去力后，由牛顿第二定律有 mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2 （1分）
由图可知：a1＝20m/s2，a2＝10m/s2。 （4分）
t1＝1s时物体的速度：v1＝a1t1 （1分）
拉力F的平均功率为P＝Fv1/2 （1分）
解得P＝300W （1分）
（2）设撤去力后物体运动到最高点时间为t2， v1＝a2t2，解得t2＝2s （2分）
则物体沿着斜面下滑的时间为t3＝t－t1－t2＝1s
设下滑加速度为a3，由牛顿第二定律 mgsinθ－μmgcosθ＝ma3，a3=2m/s2 （2分）
t＝4s时速度v＝a3 t3＝2m/s， （2分） 沿着斜面向下 （1分）