Question

如图所示，在光滑水平面AB上，水平恒力F推动质量为 m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动，物体到达 B点时撤去 F，接着又冲上光滑斜面（设经过B点前后速度大小不变），最高能到达C点。用速度传感器测量物体的瞬时速度，并在表格中记录了部分测量数据。求：(g取10m/s²)

t/s	0.0	0.2	0.4	…	2.2	2.4	2.6	…
v/m??s-1	0.0	0.4	0.8	…	3.0	2.0	1.0	…

（1）恒力F 的大小；

（2）斜面的倾角；

（3）若撤去推力F，在A处给物体一个水平向左的初速度，恰能使物体运动到C点，求此初速度的大小。

Answer 1

（1）2N          （2）          （3）5.6m/s

   

解析:

（1）物体从 A 到 B 过程中：

∴　F＝ma₁＝2N                                          　

（2）物体从 B 到 C 过程中：

     ∴　                       

　（3）当物体在推力F的作用下在AB间运动时，设AB间的距离为S，通过AB时间的t，通过B点时的速度为v_B，根据表中提供的数据，在0～2.6s时间段内：

　　　当物体在水平面上运动时　　　　　　　

　　　当物体在斜面上运动时　  　

　　　解得　　　       　　　　　

       又　　　　　　　　　　　　　　

　　　给物体一个初速度时物体恰能运动到C点，由于斜面光滑，则物体通过B点的速度仍为，根据动能定理：　　　　

　　　　解得