Question

【題目】如圖所示，一光滑斜面固定在水平地面上，質(zhì)量m=1kg的物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即撤去恒力F，物體到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為零．利用速度傳感器每隔0.2s測(cè)量一次物體的瞬時(shí)速度，測(cè)得的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表．（重力加速度g取試求：

（1）斜面的傾角；

（2）恒力F的大小；

（3）判斷t＝1.2s時(shí)物體所在的位置區(qū)間．如果物體在AB區(qū)間，則計(jì)算此時(shí)拉力F的功率；如果物體在BC區(qū)間，則計(jì)算此時(shí)物體的速度．

Answer 1

【答案】（1） (2) (3) ;

【解析】試題分析：根據(jù)速度時(shí)間公式分別求出勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，結(jié)合牛頓第二定律求出恒力F的大小和傾角；加速運(yùn)動(dòng)的末速度等于減速運(yùn)動(dòng)的初速度解出時(shí)間，再根據(jù)功率公式即可解題。

（1）由加速度定義式： ，可得撤去外力后的加速度為：

物體在BC段根據(jù)牛頓第二定律有：

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）同理由表格中3、4兩列數(shù)據(jù)可得撤去拉力前的加速度為： m/s2

對(duì)物體在AB段根據(jù)牛頓第二定律有：

代入數(shù)據(jù)解得：

（3）設(shè)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，由于加速運(yùn)動(dòng)的末速度等于減速運(yùn)動(dòng)的初速度，

所以有：

解得：

可見(jiàn)，t＝1.2s時(shí)，物體在AB區(qū)間

此時(shí)的速度為 v=a1t=5×1.2m/s=6m/s

所以此時(shí)的功率為：P=Fv=66W