Question

如下圖甲所示，質量為m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°固定斜面(足夠長)上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，t₁＝1s時撤去拉力，物體運動的部分 —t圖像如圖乙，試求：(g=10m/s²)

（1）物體沿斜面上行時加速運動與減速運動的加速度大小；
（2）物體與斜面間的滑動摩擦因數μ；
（3）第1s內拉力F的平均功率

Answer 1

（1）20m/s²; 10m/s²;（2）0.5（3）300W

解析試題分析：（1）由圖像可知0-1s內物體的加速度為：；1-2s內物體的加速度為：
(2) 撤去力后，由牛頓第二定律有
mgsinθ+μmgcosθ=ma₂，而a₂=10m/s²
解得：μ="0.5"
(3) 設力F作用時物體的加速度為a₁，對物體進行受力分析，由牛頓第二定律可知
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma₁ ,a₁=20m/s²
t₁=1s時物體的速度：v₁=a₁t₁
拉力F的平均功率為P=F
由以上各式解得：P=300W
考點：v-t圖像；牛頓定律；平均功率。