问题补充:
如图所示,倾角θ=37°的斜面固定在水平面上.质量m=0.5kg的小物块受到沿斜面向上的F=9.0N的拉力作用,从斜面底端由静止沿斜面向上运动.小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25(斜面足够长,取g=10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8).
(1)求在拉力F的作用过程中,小物块加速度的大小;
(2)若在小物块沿斜面向上运动x1=0.80m时,将拉力F撤去,求整个运动过程中小物块重力势能的最大值.(取水平面做参考平面)
答案:
解:(1)根据牛顿第二定律,有:F-f-mgsin37°=ma1???
而f=μmgcos37°???????????????????
故所求加速度为a1=10m/s2
(2)设撤去拉力时小物块的速度为v,撤去拉力后小物块加速度和向上运动的距离大小分别为a2、x2,有
a2=gsinθ+μgcosθ=8m/s2?????
对加速过程,有v2=2a1x1
对减速过程,有v2=2a2x2
解得x2=1.0m???????????????
所求重力势能的最大值为Epm=mg(x1+x2)sin37°=5.4J
答:(1)求在拉力F的作用过程中,小物块加速度的大小10m/s2;
(2)若在小物块沿斜面向上运动x1=0.80m时,将拉力F撤去,求整个运动过程中小物块重力势能的最大值为5.4J.
解析分析:对物体进行受力分析,利用正交分解和牛顿第二定律列出等式,求出未知的力和加速度,在结合运动学公式求解运动距离.
点评:解题的关键是能正确对物体进行受力分析,并能对力进行正交分解,运用牛顿第二定律列出等式求出问题,还能结合运动学公式去求解.此题第2问还可以运用动能定理去求解.
如图所示 倾角θ=37°的斜面固定在水平面上.质量m=0.5kg的小物块受到沿斜面向上的F=9.0N的拉力作用 从斜面底端由静止沿斜面向上运动.小物块与斜面间的动摩擦