题目

如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝0.5s时撤去拉力，物体速度与时间（v—t）的部分图像如图乙所示。（g=10m/s2 ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）问： （1）物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少？ （2）拉力F的大小为多少？ （3）物体沿斜面向上滑行的最大距离s为多少？ 答案：解：（1）设物体在力F作用时的加速度为a1，撤去力F后物体的加速度大小为a2， 根据图像可知：             ①    （1分）                                       ②    （1分） 撤去力F 后对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知 mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2                                                                                                                               ③       （1分）   解得：                               ④    （1分） （2）在力F作用时对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知 F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1                                                  ⑤    （1分） F=m(a1+gsinθ+μgcosθ)=1×(20+10×0.6+0.5×10×0.8)N=30N   ⑥    （1分） （3）设撤去力F后物体运动到最高点所花时间为t2，此时物体速度为零，有 0=v1－a2t2， 得    t2＝1s                                                                           ⑦    （2分） 向上滑行的最大距离：          ⑧    （2分） 【得出⑦式后，也可根据v-t图像中图线所围面积求得向上滑行的最大距离： s=                          ⑧    （2分） 】

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