问题 问答题

如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点.用传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据.求:

t/s0.00.20.42.22.42.6
v/m•s-10.00.40.83.02.01.0
(1)恒力F的大小;

(2)斜面的倾角α;

(3)若在A处撤去推力F,给物体一个水平向左的初速度v0,恰能使物体运动到C点,求此初速度v0的大小.

答案

(1)物体从A到B过程中:a1=

v1
t1
=2m/s2

∴F=ma1+μmg=4N           

(2)物体从B到C过程中:a2=

△v2
△t2
=5m/s2

mgsinα=ma2

∴α=30°          

(3)当物体在推力F的作用下在AB间运动时,设AB间的距离为s,通过AB时间的t,

通过B点时的速度为vB,根据表中提供的数据,在0~2.6s时间段内,物体先加速后减速,设加速时间为t,B点速度为vB

当物体在水平面上运动时 vB=a1t=2t,

当物体在斜面上运动时 1.0=vB-a2(2.6-t)=vB-5(2.6-t)   

联立解得:t=2s,vB=4m/s;   

又s=

vB+0
2
t=4m 

给物体一个初速度v0时物体恰能运动到C点,由于斜面光滑,则物体通过B点的速度仍为vB=4m/s,

根据动能定理:-μmgs=

1
2
mvB2-
1
2
mv02  

解得   v0=5.6m/s    

答:(1)恒力F的大小为4N;

(2)斜面的倾角α为30°;

(3)此初速度v0的大小为5.6m/s.

单项选择题
问答题 简答题