Question

【题目】如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角θ=37°的固定粗糙斜面上。对物体施以平行于斜面向上的恒定拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙所示。求:(g=10m/s2)

(1)拉力F和动摩擦因数的大小;

(2)0~1s内重力的平均功率;

(3)t=4s末物体与斜面底部的距离。

Answer 1

【答案】（1）F=30N；μ=0.5（2）60W（3）29m

【解析】（1）在力F作用时有：a1=20m/s2
F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1
撤去力F后，小球上滑时有：a2=10m/s2
mgsin37°+μmgcos37°=ma2
由上式：F=30N，μ=0.5
（2）0～1s内平均速度大小为=10m/s
重力的平均功率

（3）物体沿斜面上滑的最大位移sm=30m
3s末上到顶，后1s下滑，由牛顿定律：
mgsin37°-μmgcos37°=ma3
a3=2m/s2
下滑位移：s下=a3t下2=1m
t=4s末物体离斜面底部s=sm-s下=29m