Question

光滑斜面AB與一粗糙水平面BC連接，斜面傾角θ=30°，質(zhì)量m=2kg的物體置于水平面上的D點(diǎn)，DB間的距離d=7m，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，將一水平向左的恒力F=8N作用在該物體上，t=2s后撤去該力，不考慮物體經(jīng)過B點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的速度損失．求撤去拉力F后，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間物體經(jīng)過B點(diǎn)？

Answer 1

物體在水平面上運(yùn)動(dòng)過程：設(shè)撤去F前后物體的加速度大小分別為a₁、a₂，
由牛頓第二定律得：F-μmg=ma₁，μmg=ma₂，
代入解得a₁=2m/s²，a₂=2m/s²．
恒力F作用t=2s后物體的位移為x₁=

1

2

a1t2=4m，
此時(shí)物體的速度為v=a₁t₁=4m/s
設(shè)撤去拉力F后，物體第一次經(jīng)過B點(diǎn)的時(shí)間為t₁，
則由d-x₁=vt₁-

1

2

a2

t

21

代入解得  t₁=1s（另一解t₁=3s，舍去，根據(jù)t₁=3s，判斷出物體到不了B點(diǎn)）
    物體在斜面上運(yùn)動(dòng)過程：設(shè)加速度大小為a₃，
則mgsin30°=ma₃，a₃=5m/s²．
由上可得物體滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為v₀=v-a₂t₁=2m/s
則物體物體在斜面上滑行的總時(shí)間t₂=

2v

a3

=0.8s
所以物體第二次經(jīng)過B點(diǎn)的時(shí)間為t₃=t₁+t₂=1.8s．
答：撤去拉力F后，物體兩次經(jīng)過B點(diǎn)，第一次時(shí)間為1s，第二次時(shí)間為1.8s．