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固定光滑斜面与地面成一定倾角,一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动,拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2.求物体的质量及斜面与地面间的夹角θ.
【答案】分析:根据v-t图象得到物体先加速后匀速,求解出加速度;然后受力分析根据牛顿第二定律和平衡条件列方程,最后联立求解.
解答:解:由图可得,0~2s内物体的加速度为a==0.5 m/s2    ①
由牛顿第二定律可得:F-mgsinθ=ma   ②
2s后有:F′=mgsinθ      ③
联立①②③,并将F=5.5N,F′=5N代入
解得:m=1.0kg,θ=30°
答:物体的质量为1.0kg,斜面与地面间的夹角θ为30°.
点评:本题关键先由v-t图象确定运动情况,然后求解出加速度,再根据牛顿第二定律和平衡条件列方程求解,不难.
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