Question

高一物理，急

质量为2kg的物体，放在倾角为370的斜面底端，对物体施加沿斜面向上拉力F=24N，作用5秒后撤去拉力。物体与斜面的动摩擦因素为0.5，斜面足够长。
（sin370=0.6 cos370=0.8 g=10m/s2）
（1）撤去F时，物体的速度是多少？
（2）撤去F后，物体还能继续向上滑行多远？
（3）当物体再次回到斜面底端时共用了多少时间？

Answer 1

(1) 受力分析(设沿斜面向上为正方向)
ma=F-mgsin37°-μmgcos37°=24-2*10*0.6-0.5*2*10*0.8=4N a=2m/s^2
v=at=2*5=10m/s 路程s0=at^2/2=2*5^2/2=25m
(2)撤去F后
ma'=-mgsin37°-μmgcos37°=-20N a'=-10m/s^2
运动时间 0=v+a't'=10-10t' t'=1s
s=vt'+a't'^2/2=10*1-10*1^2/2=5m
(3)滑动摩擦力 f=μmgcos37°=8N 重力沿斜面分力mgsin37°=12N>f 能下滑
设时间t'' ma''=mgsin37°-μmgcos37°=4N a''=2m/s^2
s0+s=25+5=a''*t''^2/2=t''^2=30 t''=sqrt(30)
t总=t+t'+t''=1+5+sqrt(30)=6+sqrt(30) [sqrt(x)表示对x求根号]

Answer 2

(1)有F拉力时物体的加速度a1
F-mgsin37-umgcos37=ma1
a1=(24-12-8)/2=2m/s^2
5s末的速度为v5=a1t=2*5=10m/s
(2)撤去F之前的位移x1=a1t^2/2=25m
撤去F后加速度a2
a2=(mgsin37+umgcos37)/m=10m/s^2 与速度方向相反，
取a2=-10m/s^2、v0=v5=10m/s、 vt=0
由v=v0+a1t得t1=1s x2=v0t+a2t^2/2=10-5=5m
(3)返回时a3
mgsin37+umgcos37=ma3
a3=2m/s^2
由x=at^2/2得t=根号下（2x/a3)=根号下30=5.5s
t=t1+t2+t3=5+1+5.5=11.5s