Question

如图所示，倾角θ＝37°的斜面固定在水平面上。质量m＝0.5kg的小物块受到沿斜面向上的F＝9.0N的拉力作用，从斜面底端由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25(斜面足够长，取g＝10m/s²。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。

(1)求在拉力F的作用过程中，小物块加速度的大小；

(2)若在小物块沿斜面向上运动x₁＝0.80m时，将拉力F撤去，求整个运动过程中小物块重力势能的最大值。(取水平面做参考平面)

Answer

(1)根据牛顿第二定律，有：F－f－mgsin37°＝ma1

而f＝μmgcos37°

故所求加速度为a1＝10m/s2

(2)设撤去拉力时小物块的速度为v，撤去拉力后小物块加速度和向上运动的距离大小分别为a2、x2，有

a2＝gsinθ＋μgcosθ＝8m/s2

对加速过程，有v2＝2a1x1

对减速过程，有v2＝2a2x2

解得x2＝1.0m

所求重力势能的最大值为Epm＝mg(x1＋x2)sin37°＝5.4J

【解析】略