Question

【題目】如圖，一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的小物塊靜置于足夠長的斜面底端。現(xiàn)對(duì)其施加一個(gè)沿斜面向上、大小為F=25N的恒力，3s后將F撤去，此時(shí)物塊速度達(dá)到15m/s。設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力的大小不變，取g=10m/s2。求：

（1）物塊所受摩擦力的大小；

（2）物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)離斜面底端的最遠(yuǎn)距離；

（3）物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

Answer 1

【答案】（1）5N（2）37.5m（3）

【解析】試題分析：（1）根據(jù)速度公式求出加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出摩擦力的大小；（2）撤去拉力后物塊繼續(xù)上滑，根據(jù)牛頓第二定律求出此時(shí)的加速度，根據(jù)速度位移公式分別求出撤去拉力前的位移和撤去拉力后的位移，兩個(gè)位移之和即為物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)離斜面底端的最遠(yuǎn)距離；（3）撤去拉力前的時(shí)間已知，根據(jù)速度公式求出撤去拉力后的時(shí)間，根據(jù)牛頓第二定律和位移時(shí)間公式求出下滑的時(shí)間，三段時(shí)間之和即為物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間.

（1）根據(jù)速度公式得：

解得：

由牛頓第二定律：

解得：f=5N

（2）撤去拉力后物塊繼續(xù)上滑：

解得：

則撤力前上滑距離

撤力后上滑距離

物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)離斜面底端的最遠(yuǎn)距離

（3）撤力后物塊上滑：

下滑過程：

解得：

由

解得：

故斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為：