Question

滑板运动是一种崇尚自由的运动方式，给运动员带来成功和创造的喜悦，深受青少年的喜爱。若滑道简化为倾角为θ=37°的斜面AB及水平面BC，斜面与水平面平滑连接，运动员和滑板组成的整体简化为质量m ="40" Kg的物体，置于水平面上的D点。D、B间距离为d ="7" m，物体与斜面、水平面间的动摩擦因数均为u =0.2。将一水平向左的恒力F =" 160" N作用在该物体上，t=2s后撤去该力，不考虑物体经过B点时的机械能损失，重力加速度取g= 10 m/s²，斜面足够长，求撤去拉力F后，经过多长时间物体第二次经过B点？

Answer 1

1.60s

设在恒力的作用下物体运动的加速度为，则
由牛顿第二定律得，
解得                 （1分）
恒力作用在该物体上2 s后，物体的速度和路程分别为
                                                     （1分）
                                                     （1分）
设刚撤去力后，物体运动的加速度为，则
由牛顿第二定律得,解得                         （1分）
设从撤去力到物体第一次到达B点所用的时间为，路程为,
则=                                              （1分）
解得或（舍去）                                        （1分）                                                        
此时物体的速度为                                （1分）
物体从B点开始上滑的过程中，物体的加速度为
                                     （1分）
上滑时间                                              （1分）
上滑路程
设物体由静止下滑返回B点时经历的时间为,物体在斜面上运动的加速度为,路程为,则                       （1分）
                                                  （1分）
解得                                                   （1分）
所以撤去拉力后，物体第二次经过B点的时间为
=                             （1分） 
本题考查的是力与运动知识，本题关键要分阶段分析，F存在的阶段，撤去F后第一次到达B点的阶段，滑上斜面阶段以及从斜面滑下来再次经过B点阶段，