Question

【題目】如圖甲，質量m=2kg的物體置于傾角θ=的足夠長且固定的斜面上，t=0時刻，對物體施加平行于斜面向上的恒力F，t=1s時刻撤去力F，物體運動的部分v－t圖像如圖乙所示。重力加速度g=10m/s2.

（1）求物體與斜面間的動摩擦因數和力F的大小；

（2）求t=6s時刻物體的速度大小；

（3）求物體返回出發(fā)點的速度大小。

Answer 1

【答案】（1）；（2）6m/s；（3）。

【解析】

（1）設力作用時物體的加速度為a1，由牛頓第二定律有

撤去力后，設物體的加速度為a2，由牛頓第二定律有

根據速度時間圖象的斜率表示加速度，則有

m/s2

m/s2

代入解得F=48N，

（2）根據v-t圖象可知，3s末物體速度減為零，之后物體下滑做勻加速直線運動，根據牛頓第二定律有

解得a3=2m/s2

再過3s，由速度時間公式得

v=a3t=6m/s

故物體6s末速度大小為6m/s。

（3）速度時間圖象與時間軸包圍的面積表示位移，故前3s的位移為

m=24m

返回過程根據位移速度關系公式有

解得返回出發(fā)點的速度為m/s