Question

【题目】固定的倾角为37°的光滑斜面，长度L＝1m，斜面顶端放置可视为质点的小物体，质量m＝0.8kg，如甲图所示。当水平恒力较小时，物体可以沿斜面下滑，到达斜面底端时撤去水平恒力，物体在水平地面上滑行的距离为s。忽略物体转弯时能量损失，研究发现s与F之间的关系如乙图所示。已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

（1）乙图中斜线与横坐标轴的交点坐标值；

（2）物体在水平地面滑行过程中，产生的最大内能为多少；

（3）当F＝3N时，物体在水平面上滑行的时间为多少。

Answer 1

【答案】（1）6 N；（2）4.8J；（3）s

【解析】（1）当时，物体处在平衡状态。根据平衡条件： ，解得

（2）根据能量的转化关系可知，物体在水平面滑行6m时，产生的内能最大，数值为物体减少的重力势能。

（3）当时， ，由功能关系得：

∴

当F3=3N时，在斜面上滑行，由牛顿第二定律

物块滑到斜面底端的速度

水平面上物体水平方向只受摩擦力，

由牛顿第二定律

因为

可得

所以，物体在水平面上滑动的时间为。