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如图所示在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1.0kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动。拉力F=10.0N,方向平行斜面向上。经时间t=4.0s绳子突然断了,求:(1)绳断时物体的速度大小。(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间?(sin37°=0.60, cos37°=0.80,g=10m/s2

 

答案

(1)物体受拉力向上运动过程中,受拉力F,重力mg和摩擦力f,设物体向上运动的加速度为a1,根据牛顿第二定律有:

   因

解得m/s2   所以t=4.0s时物体的速度大小为m/s

(2)绳断时物体距斜面底端的位移

绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,则根据牛顿第二

定律,对物体沿斜面向上运动的过程有:

    m/s2

物体做减速运动的时间s,减速运动的位移m

此后物体将沿斜面匀加速下滑,设物体下滑的加速度为a3,根据牛顿第二定律对物体加

速下滑的过程有    解得m/s2

设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,所以物体向下匀加速运动的位移

s物体返回到斜面底端的时间为s

解析:略

 

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