Question

一物体以4m/s的速度滑上光滑的斜面，途经A、B两点，已知物体在A点时速度是在B点时速度的2倍，由B再经0.5s物体滑至斜面顶点C时速度恰为零，如图所示．若已知AB=0.75m，求物体由底端D点滑至B点所需的时间．

Answer 1

解：物块作匀减速直线运动．设A点速度为v_A、B点速度v_B，加速度为a，斜面长为S．
A到B：v_B²-v_A²=2as_AB …（1）
v_A=2v_B …（2）
B到C：0=v_B+at₀ …..（3）
解（1）（2）（3）得：v_B=1m/s a=-2m/s²
D到C：0-v₀²=2aS …（4）
S=4m
从D运动到B的时间：
D到B：v_B=v₀+at₁ t₁=1.5s
D到C再回到B：由于B到C和C到B的运动是对称的，所以运动的时间相等．
所以D到C再回到B的时间t₂=t₁+2t₀=1.5+2×0.5=2.5s．
答：物体由底端D点滑至B点所需的时间可能为1.5s，可能为2.5s．
分析：物体从A到B，根据速度位移公式有v_B²-v_A²=2as_AB，从B到C，根据速度时间公式有0=v_B+at₀，结合A、B的速度关系，联立可求出物体的加速度B点的速度．知道了加速度和初速度，对DC段运用速度位移公式求出斜面的长度．D运动到B，有两种可能，一种是由D直接滑到B，另一种可能是由D到C再返回到B．根据速度时间公式求出D到B的时间．
点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式v2-v02=2ax和速度时间公式v=v₀+at．