如图所示,质量为m的物体放置于光滑斜面的底端,斜面倾斜角为θ,现对物体施加一个沿斜面向上的未知恒力F,使物体从静止开始沿斜面向上运动,经过时间t撤去F,又经过时间t物体回到出发点.求:

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-09-20 10:01:29 高中物理

如图所示,质量为m的物体放置于光滑斜面的底端,斜面倾斜角为θ,现对物体施加一个沿斜面向上的未知恒力F,使物体从静止开始沿斜面向上运动,经过时间t撤去F,又经过时间t物体回到出发点.求:

1

(1)恒力F的大小;

(2)物体沿斜面向上运动的最大距离.

【答案】

(1)1;(2)2

【解析】

(1)以物体为研究对象,对物体受力分析,撤去F前,根据牛顿第二定律F﹣mgsinθ=ma1

撤去F后mgsinθ=ma2

撤去F之前物体做匀加速直线运动1

撤去F时速度v=a1t

撤去F后2

物体能回到出发点x1=﹣x2

联立以上各式得F=3

4

(2)在上升的整个过程中,根据动能定理可知Fx1﹣mgLsinθ=0﹣0,解得5

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