Question

光滑斜面AB与一粗糙水平面BC连接，斜面倾角θ=30°，质量m=2kg的物体置于水平面上的D点，DB间的距离d=7m，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，将一水平向左的恒力F=8N作用在该物体上，t=2s后撤去该力，不考虑物体经过B点点时的速度损失．求撤去拉力F后，经过多长时间物体经过B点？

Answer 1

物体在水平面上运动过程：设撤去F前后物体的加速度大小分别为a₁、a₂，
由牛顿第二定律得：F-μmg=ma₁，μmg=ma₂，
代入解得a₁=2m/s²，a₂=2m/s²．
恒力F作用t=2s后物体的位移为x₁=

1

2

a1t2=4m，
此时物体的速度为v=a₁t₁=4m/s
设撤去拉力F后，物体第一次经过B点的时间为t₁，
则由d-x₁=vt₁-

1

2

a2

t

21

代入解得  t₁=1s（另一解t₁=3s，舍去，根据t₁=3s，判断出物体到不了B点）
    物体在斜面上运动过程：设加速度大小为a₃，
则mgsin30°=ma₃，a₃=5m/s²．
由上可得物体滑到B点时速度大小为v₀=v-a₂t₁=2m/s
则物体物体在斜面上滑行的总时间t₂=

2v

a3

=0.8s
所以物体第二次经过B点的时间为t₃=t₁+t₂=1.8s．
答：撤去拉力F后，物体两次经过B点，第一次时间为1s，第二次时间为1.8s．