如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°(sin37o=0.6;cos37o=0.8)的固定且足够长的粗糙斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物

◎ 题目

如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°(sin37o=0.6;cos37o=0.8)的固定且足够长的粗糙斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙所示(物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2)试求:

(1)拉力F的大小。
(2)t=4s时物体的速度v的大小。

◎ 答案

(1) F=30N (2) 2m/s

◎ 解析


试题分析:(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,
y轴   N —mgcosθ=" 0"                                     1分
公式   f =" μ" N                                             1分
x轴 Fmgsinθμmgcosθma1                          3分
撤去力后,由牛顿第二定律有mgsinθμmgcosθma2                 3分
根据图像可知:a1=20m/s2a2=10m/s2,代入解得F=30N,μ=0.5。  4分
(2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2
v1a2t2,解得t2=2s,
则物体沿着斜面下滑的时间为t3=tt1t2=1s,
设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律mgsinθμmgcosθ=ma3
a3="2" m/s2,t=4s时速度va3t3=2m/s。                   4分
点评:本题首先要理解速度的物理意义:斜率等于加速度,“面积”等于位移.也可以根据动量定理和动能定理结合求解.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°(sin37o=0.6;cos37o=0.8)的固定且足够长的粗糙斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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