如图一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动;若改用大小为3F的力,仍平行斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动,已知-物理

题目简介

如图一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动;若改用大小为3F的力,仍平行斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动,已知-物理

题目详情

如图一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动;若改用大小为3F的力,仍平行斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动,已知斜面长为L,物体的大小可以忽略,求:
(1)在3F力的作用下,物体到达斜面顶端的速度;
(2)如果3F作用一段时间后撤去,物体恰能达到斜面顶端,求3F力作用的时间为多少.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:东莞二模

答案

(1)设斜面倾角为θ,在物体匀速运动时,对物体受力分析可得,
 F-mgsinθ=0
当用3F的拉力时,设物体的加速度为a,到达顶端时速度为V,
由牛顿第二定律可得,
3F-mgsinθ=ma
由速度位移的关系式可得,
v2-0=2aL
解得v=2
class="stub"FL

(2)设3F的拉力至少作用t1时间,加速度为a1,撤去后加速度大小为a2
由牛顿第二定律可得,
3F-mgsinθ=ma1
F=mgsinθ=ma2
物体加速上升的位移为,
S1=class="stub"1
2
a1t12
物体减速上升的位移为,
S2=Vt-class="stub"1
2
a2t22
物体运动的总位移等于斜面的长度L,
即 S1+S2=L
因为加速的末速度就是减速过程的初速度,
即  V=a1t1=a2t2
由以上方程联立解得 t1=
class="stub"mL
3F

答:(1)所以物体到达斜面顶端的速度为2
class="stub"FL

    (2)3F力作用的时间为
class="stub"mL
3F

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