Question

滑板運(yùn)動(dòng)是一種崇尚自由的運(yùn)動(dòng)方式，給運(yùn)動(dòng)員帶來(lái)成功和創(chuàng)造的喜悅，深受青少年的喜愛(ài)。若滑道簡(jiǎn)化為傾角為θ=37°的斜面AB及水平面BC，斜面與水平面平滑連接，運(yùn)動(dòng)員和滑板組成的整體簡(jiǎn)化為質(zhì)量m =40 Kg的物體，置于水平面上的D點(diǎn)。D、B間距離為d =7 m，物體與斜面、水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u =0.2。將一水平向左的恒力F = 160 N作用在該物體上，t=2s后撤去該力，不考慮物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失，重力加速度取g = 10 m/s²，斜面足夠長(zhǎng)，求撤去拉力F后，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物體第二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)？

 

Answer 1

【答案】

1.60s

【解析】設(shè)在恒力的作用下物體運(yùn)動(dòng)的加速度為，則

由牛頓第二定律得，

解得                  （1分）

恒力作用在該物體上2 s后，物體的速度和路程分別為

                                                      （1分）

                                                      （1分）

設(shè)剛撤去力后，物體運(yùn)動(dòng)的加速度為，則

由牛頓第二定律得,解得                          （1分）

設(shè)從撤去力到物體第一次到達(dá)B點(diǎn)所用的時(shí)間為，路程為,

則=                                               （1分）

解得或（舍去）                                         （1分）                                                        

此時(shí)物體的速度為                                 （1分）

物體從B點(diǎn)開(kāi)始上滑的過(guò)程中，物體的加速度為

                                      （1分）

上滑時(shí)間                                               （1分）

上滑路程

設(shè)物體由靜止下滑返回B點(diǎn)時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為,物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為,路程為,則                        （1分）

                                                   （1分）

解得                                                    （1分）

所以撤去拉力后，物體第二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的時(shí)間為

=                              （1分） 

本題考查的是力與運(yùn)動(dòng)知識(shí)，本題關(guān)鍵要分階段分析，F(xiàn)存在的階段，撤去F后第一次到達(dá)B點(diǎn)的階段，滑上斜面階段以及從斜面滑下來(lái)再次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)階段，