Question

（2010?閔行區(qū)三模）如圖所示，一傾角為37°的斜面固定在水平地面上，質(zhì)量m=1kg的物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即撤去拉力F．此后，物體到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為零．每隔0.2s通過(guò)速度傳感器測(cè)得物體的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)．（取 sin37°=0.6．cos37°=0.8）試求：

t/s	0.0	0.2	0.4	…	2.2	2.4	…
v/m?s-1	0.0	1.0	2.0	…	3.3	1.2	…

（1）斜面的摩擦系數(shù)μ；
（2）恒力F的大�。�
（3）t=1.6s時(shí)物體的瞬時(shí)速度．

Answer 1

分析：（1）利用表中的數(shù)據(jù)，根據(jù)加速度的定義求加速度．
（2）先由勻變速運(yùn)動(dòng)求出加速度的大小，再由受力分析和牛頓第二定律求出力的大�。�
（3）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系求出F作用的時(shí)間，進(jìn)行判斷1.6s處于哪個(gè)階段，再進(jìn)行求解．

解答：解：（1）減速時(shí)，根據(jù)加速度定義，有
a2=

△v

△t

=

3.3-1.2

2.4-2.2

=10m/s2
由根據(jù)牛頓第二定律，有
 mgsinα+μmgcosα=ma₂
代入數(shù)據(jù)，解得μ=0.5
（2）加速時(shí)，根據(jù)加速度定義，有
a1=

△v

△t

=

2.0-1.0

0.4-0.2

=5m/s2
再受力分析，根據(jù)牛頓第二定律，有
F-mgsinα-μmgcosα=ma₁，
代入數(shù)據(jù)
F-1×10×0.6-0.5×1×10×0.8=1×5，
F=15N
（3）設(shè)第一價(jià)段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁，在B點(diǎn)時(shí)二個(gè)價(jià)段運(yùn)動(dòng)的速度相等，
所以，有5t₁=1.2+10×（2.4-t₁），
   t₁=1.68s，
可見，t=1.6s的時(shí)刻處在第一運(yùn)動(dòng)價(jià)段，因此，v=a₁t=5×1.6=8m/s
答：（1）斜面的摩擦系數(shù)為0.5；
（2）恒力F的大小為15N；
（3）t=1.6s時(shí)物體的瞬時(shí)速度為8m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是典型的牛頓定律解題中的一類．關(guān)鍵是應(yīng)用加速度定義和牛頓第二定律表示加速度的大小，這是一道好題．