第一阶段:在最初2 s内,物体在F=9.6N的拉力作用下,从静止开始沿斜面做匀加速运动,受力如图所示,有:沿斜面方向F-mgsinθ-F
f=ma
1 …………(1分)
沿垂直斜面方向F
N="mgcosθ " …………(1分)
且F
f=μF
N …………(1分)
由①②③得:a
1=
=2m/s
2 …………(1分)
2 s末绳断时瞬时速度v
1=a
1t
1="4" m/s …………(1分)
第二阶段:从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程,设加速度为a
2,则:
a
2=
="-7.6" m/s
2 …………(3分)
设从断绳到物体达最高点所需时间为t
2,据运动学公式v
2=v
1+a
2t
2,得t
2="=0.53" s …………(2分)
第三阶段:物体从最高点沿斜面下滑,在第三阶段物体加速度为a
3,所需时间为t
3.由牛顿定律知:
a
3="(mgsinθ-μmgcosθ)/m=4.4" m/s
2 …………(3分)
速度达v
3="22" m/s,所需时间t
3=(v
3-0)/a
3="5s " …………(1分)
综上所述,从绳断到速度为22m/s所经历的总时间t=t
2+t
3=0.53s+5s≈5.5s