Question

【題目】如圖甲所示，質量為的物體置于傾角為的固定且足夠長的斜面上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，時撤去拉力，物體速度與時間的部分圖象如圖乙所示。問：

物體與斜面間的動摩擦因數為多少？

拉力F的大小為多少？

物體在斜面向上運動的整個過程中，由于摩擦系統共產生了多少熱量？

Answer 1

【答案】(1) 0.5；(2) 30N；(3) 30J。

【解析】

(1)根據速度時間圖線求出勻減速直線運動的加速度大小，結合牛頓第二定律求出動摩擦因數的大小。

(2)根據速度時間圖線求出勻加速直線運動的加速度大小，根據牛頓第二定律求出拉力F的大小。

(3)求出向上滑動的距離，再根據Q=fs求解產生的熱。

（1）由速度時間圖象得：物體向上勻減速時加速度大小：

根據牛頓第二定律得：

代入數據解得：

（2）由速度時間圖象得：物體向上勻加速時：

根據牛頓第二定律得：

代入數據解得：。

（3）設撤去力F后物體運動到最高點所花時間為，此時物體速度為零，有

，

得

向上滑行的最大距離：

系統生熱。