如图所示，在动摩擦因数μ=0.2的水平面AB上，水平恒力F（F大小未知）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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，在动摩擦因数μ=0.2的水平面AB上，水平恒力F （F大小未知）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．用速度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（g取10m/s2）．
t/s 0.0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 2.6 …
v/（m/s） 0.0 0.4 0.8 … 3.0 2.0 1.0 …
（1）求出物体到达B点时的速度和时间；
（2）若撤去推力F，在A处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．
魔方格

◎ 答案

（1）根据a=
△v
△t
可知：
物体在水平面上的加速度大小为：a1=
v2-v1
t2-t1
=
0.8-0.4
0.4-0.2
m/s2=2m/s2
物体在斜面上的加速度大小为：a2=
△v
△t
=
1.0-2.0
2.6-2.4
=-5m/s2，负号表示与速度方向相反．
设物体到达B点时的时间为t，则有：
达到B点时的速度为：vB=a1t                 ①
当时间t′=2.4s时，物体已经在斜面上，此时有：vt=vB-a2（t′-t）     ②
联立①②带入数据解得：4m/s，2s．
故物体到达B点时的速度为4m/s，时间为2s．  
（2）根据（1）问有：
sAB=
v2B
2a1
      ①
sBC=
v2B
2a2
         ②
在水平面上撤去F时，根据功能关系有：
mgμsAB+ma2sBC=
1
2
m
v20
        ③
联立①②③解得：v0=4

2
m/s．
故物体的初速度为：v0=4

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到达 大小 水平面 斜面 知识点
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