Question

如圖所示，在光滑水平面AB上，用恒力F推動(dòng)質(zhì)量m=1kg的物體從A點(diǎn)由靜止開始作勻加速運(yùn)動(dòng)，物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去F，物體經(jīng)過B點(diǎn)后又沖上光滑斜面（設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變），最高能到達(dá)C點(diǎn)，每隔0.2s鐘通過速度傳感器測量物體的瞬時(shí)速度，下列給出的了部分測量數(shù)據(jù)．（重力加速度g=10m/s²）
求：（1）恒力F的大小；
（2）斜面的傾角α；
（3）t=2.1s時(shí)的瞬時(shí)速度v的大小．

t（s）	0.0	0.2	0.4	…	2.4	2.6	…
v（m/s）	0.0	0.4	0.8	…	2.0	1.0	…

Answer 1

解：（1）由題意得
∴F=ma=2N
（2）由題意得
又-mgsinθ=ma'
∴θ=30°
（3）設(shè)B點(diǎn)速度為v_B，物體由A到B所需時(shí)間為t₁，由B點(diǎn)到2.6s所用時(shí)間為t₂，則v_aB=at₁
1.0=v_B+a′t₂ 且 t₁+t₂=2.6
解得 t₁=2s v_B=4m/s
∴t=2.1s時(shí)的瞬間速度為
v=v_B+a′（t-t₁）
=3.5m/s
答：（1）恒力F的大小為2N；
（2）斜面的傾角α為30°；
（3）t=2.1s時(shí)的瞬時(shí)速度v的大小為3.5m/s．
分析：（1）（2）由表格求出物體從A到B的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出恒力F與斜面的傾角．
（3）根據(jù)圖象找出兩段圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，讀出A到B運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由v=at求出t=2.1s時(shí)物體的速度．
點(diǎn)評：本題考查作圖、理解物理圖象和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力．