Question

【題目】如圖甲所示，可視為質點的物塊靜止在傾角為37°的足夠長的固定斜面的底端，斜面的底面為零勢能面．先用一沿斜面向上的恒力F拉物塊沿斜面向上運動，運動一段距離后撤去拉力，物塊運動的過程中機械能隨位移變化的規律如圖乙所示．物塊的質量為2kg，已知重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)物塊在拉力作用下加速度的大小；

(2)從最低點運動到最高點所用的時間．

Answer 1

【答案】(1)4m/s2 (2)1.5s

【解析】(1) 由乙圖可知，物塊在拉力作用下向上運動2m的過程中

根據功能關系 (F－f)x1＝ΔE1

撤去拉力后 －fx2＝ΔE2

解得 f＝4N，F＝24N

在拉力作用下向上運動時 F－f－mgsin θ＝ma1

求得： a1＝4m/s2；

(2) 設在拉力作用下運動的時間為t1，則

解得 t1＝1s

撤去拉力時的速度 v＝a1t1＝4m/s

撤去拉力后 f＋mgsin θ＝ma2

解得 a2＝8m/s2

撤去拉力后向上運動到最高點的過程中

因此總時間為 t＝t1＋t2＝1.5s