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:
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)恒力F的大小;
(2)物体沿斜面向上运动的最大距离.
【答案】(1);(2)
.
(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
撤去F时速度v=a1t
撤去F后
物体能回到出发点x1=﹣x2
联立以上各式得F=
(2)在上升的整个过程中,根据动能定理可知Fx1﹣mgLsinθ=0﹣0,解得
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