Question

質(zhì)量m=1kg的滑塊受到一個(gè)沿斜面方向的外力F作用，從斜面底端開始，以初速度v_o=3.6m/s沿著傾角為37°足夠長的斜面向上運(yùn)動(dòng)，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.8．滑塊向上滑動(dòng)過程中，一段時(shí)間內(nèi)的速度一時(shí)間圖象如圖所示（g取l0m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：

（1）滑塊上滑過程中加速度的大��；

（2）滑塊所受外力F；

（3）當(dāng)滑塊到最高點(diǎn)時(shí)撤除外力，此后滑塊能否返回斜面底端？若不能返回，求出滑塊停在離斜面底端的距離；若能返回，求出返回斜面底端時(shí)的速度．

Answer 1

考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．

專題：牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題．

分析：1）根據(jù)速度﹣時(shí)間圖象的斜率表示加速度即可求解；

（2）設(shè)F沿斜面向上，對滑塊進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式求解外力F，若F為負(fù)值，則方向與假設(shè)方向相反；

（3）滑塊到最高點(diǎn)時(shí)速度為零，撤除外力后 mgsinθ＜μmgcosθ，所以滑塊不能返回斜面底端，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出滑塊停在離斜面底端的距離

解答：  解：（1）由速度圖象可得，加速度大小為：a=

（2）設(shè)F沿斜面向上，由牛頓第二定律得：﹣（F﹣mgsin37°﹣μmgcos37°）=ma

F=mgsin37°+μmgcos37°﹣ma=﹣2.6N

負(fù)號(hào)說明F的方向沿斜面向下．

（3）撤掉力F后，由于mgsin37°=1×10×0.6N=6N＜μmgcos37°=0.8×1×10×0.8N=6.4N

故物體不會(huì)返回．

物體離斜面的距離為：s=

答：（1）滑塊上滑過程中加速度的大小為15m/s²；

（2）滑塊所受外力F為2.6牛，方向沿斜面向下；

（3）當(dāng)滑塊到最高點(diǎn)時(shí)撤除外力，此后滑塊不能返回，滑塊停在離斜面底端0.43米處．

點(diǎn)評：本題主要考查了牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確對滑塊進(jìn)行受力分析，能根據(jù)圖象得出有效信息，難度適中．