Question

如图所示，质量为m＝1kg的物体，受到大小为8N且平行于斜面向上的力F的作用，沿倾角α＝的斜面以v＝16m/s的速度向上做匀速运动．求将力F撤去后3s内物体通过的位移是多少？(g取10m/)

Answer 1

14m   

解析:

设将力F撤去后3s内物体通过的位移是．当向上运动时，物体受力如下图所示，有：

           mg·sin＋＝F，＝μ，

　　所以   ＝F－mgsin＝8－10×0.6N＝2N，

　　          μ＝＝0.25，

　　设物体速度减为零所需时间为，由牛顿第二定律有：

             a＝/m，又＝mgsinθ＋μmgcosθ，

　　则  a＝g(sinθ＋μcosθ)＝10(0.6＋0.25×0.8)m/＝8m/，

　　由  t＝v得：s＝2s，

　　所以经过2s后速度减为零，这段时间内位移为：

       ×8×4m＝16m，

　　此后物体向下加速运动，此时受力如下图所示，根据牛顿第二定律，有

      ＝，

     物体下滑的加速度为：

　　        ，

　　最后1s运动的位移为

           ×4×1m＝2m，

     所以总位移

           s＝＝16－2m＝14m，

方向向上，所以将力撤去3s内物体的位移是14m，方向沿斜面向上．