在地面上固定有一倾角为θ的足够长的粗糙斜面,当一物体从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下开始运动后,经时间t在斜面上停止运动.若该物体从斜面底端以同样大小的初速度沿斜面往上运动,则它在斜面上能运动多久?
设物体的质量为m,在运动中受到的滑动摩擦力大小为f,物体沿斜面下滑和上滑的加速度大小分别设为a1、a2.
根据牛顿第二定律可得:f-mgsinθ=ma1 (1)
f+mgsinθ=ma2 (2)
由题意可知,当物体向上滑行到速度为零时物体就会停止运动,设上滑时在斜面上可运动的时间为T,则由运动学公式可得:v0=a1t (3)
v0=a2T (4)
联立上四式可得:T=v0t v0+2gtsinθ
答:该物体从斜面底端以同样大小的初速度沿斜面往上运动,则它在斜面上能运动时间为T=v0t v0+2gtsinθ