题目

质量m=10kg的滑块在倾角为370的斜面底部受一个沿斜面向上的力F=100N作用，由静止开始运动.2s内滑块在斜面上移动了4m，2s末撤去力F，求F撤去后，经过多长时间滑块返回斜面底部？（g=10m/s2） 答案：解：前2s内，在力F作用下，滑块加速，由运动学公式有：s1= 12a1 t12，解得：a1= 2st12 = 2×422 =2m/s22s末物体的速度为：v1=a1t1=2×2m/s=4m/s由牛顿第二定律有：F﹣f﹣mgsin θ=ma1，得：f=F﹣mgsin θ﹣ma1=100﹣10×10×0.6﹣10×2N=20N，撤去力F后滑块沿斜面向上做减速运动，至速度减为零，由牛顿第二定律有：mgsin θ+f=ma2，解得：a2= mgsinθ+fm = 10×10×0.6+2010 m/s2=8m/s2由运动学公式有：t2= v1a2 = 48 s=0.5s，s2= v122a2 = 422×8 m=1m之后反向做匀加速运动由牛顿第二定律有：mgsin θ﹣f=ma3，解得：a3= mgsinθ−fm = 10×10×0.6−2010 m/s2=4m/s2，由运动学公式有：s1+s2= 12a3 t32，t3= 2(s1+s2)a3 = 2×(4+1)4 s=2.5s滑块返回斜面底部所需时间为：t=t2+t3=0.5+2.5s=3.0s

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