Question

如图所示，在倾角θ=37的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25，现用平行斜面向上拉力F=10N将物体由静止沿斜面向上拉动，经时间t=4.0s撤去F，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）求：
（1）撤去力F时物体的速度大小．
（2）物体从撤去外力之后沿斜面上滑的最大距离．

Answer

（1）分析撤去力F前物体的受力情况，根据牛顿第二定律求出加速度，由速度公式求解撤去力F时物体的速度大小．
（2）撤去力F后，物体先沿斜面向上做匀减速运动，后沿斜面向下做匀加速运动，由牛顿第二定律求出向上减速过程的加速度，由运动学公式求出时间和位移．从而求出沿斜面上滑的最大距离．
【解析】
（1）对物体受力分析如图所示，将重力进行正交分解，
F1=mgsin37° 
FN=F2=mgcos37° 
由牛顿第二定律可得：F-f-F1=ma1  
f=μFN=μmgcos37° 
解得：a=2m/s2 
由运动学方程：v=a1t=8m/s 
（2）撤去外力后，受力分析如图所示，
由牛顿第二定律得：-（F+f）=ma2  
解得：
撤去外力之后，物体做匀速直线运动，
由运动学方程：
答：（1）撤去力F时物体的速度大小8m/s；
（2）物体从撤去外力之后沿斜面上滑的最大距离4m．