解:(1)(2)由速度图象得:在0-2s内,小环的加速度为a
1=0.5m/s
2,
根据牛顿第二定律得
F
1-mgsinα=ma
1 F
2=mgsinα
由图读出,F
1=5.5N,F
2=3.5N
解得:m=4kg,sinα=0.0875
(2)在4s时刻后,拉力F
3=1.5N<mgsinα,则小环先向上匀减速运动再向下匀加速运动,加速度大小为a
3=
=a
1,故根据速度图象得知,4s后速度图象的斜率大小等于0-2s内图象的斜率大小,作出4s后的速度图象如图,由图可知还有两个时刻的速度为0.5m/s,即5s末和7s末.
答:
(1)小环质量的大小是4kg.
(2)α角的正弦值为0.0875.
(3)除1s末,在5s末和7s末,小环的速度大小为0.5m/s.
分析:(1)(2)由速度图象看出,在0-4s内,小环先向上做匀加速运动,后做匀速运动,根据斜率等于加速度,求出加速度,由牛顿第二定律求解小环的质量和α角的正弦值.
(3)在4s时刻后,小环先向上匀减再向下匀加,还有两个时刻的速度为0.5m/s,由牛顿第二定律和速度图象结合求出时间.
点评:本题首先要理解速度图象的意义,抓住斜率等于加速度;其次运用牛顿第二定律求出质量和α角的正弦值.