发布时间:2019-08-01 06:38:00
有一质量为m=2Kg的滑块,从A处由静止开始受与水平成37度斜向上的拉力F=20N的作用,
经过一段时间后撤去拉力F,滑块恰好可以滑到斜面最高点C。
已知滑块过B点时速度方向改变但大小不变,滑块与AB间的动摩擦因数为0.5,
重力加速度g取10米每二次方秒,sin37=0.6,cos37=0.8, 求(1)滑块过B点时速度大小;(2)拉力F作用的时间。
由于滑块恰好可以滑到斜面最高点C,且斜面BC光滑无摩擦,
所以:m块在顶端的 势能=它在B点的动能,即:
mgL[斜面]Sin37=(1/2)mVb^2
所以,滑块过B点时速度 Vb=[2gLSin37]^(1/2)=[2*10*3*0.6]^(1/2)=6 m/s
第一阶段:A点至撤销F时的D点
水平方向A向D的拉力为:F-mg*0.5[摩擦力]=ma1,
故加速度 a1=(20-2*10*0.5)/2=5 m/s^2
Vd^2-Vo^2=2 a1 s[A-D点],初始为静止,Vo=0,Vd^2=2 a1 s[A-D点];
第二阶段:撤销F时的D点至B点
水平方向D向B的拉力为:-mg*0.5[摩擦力]=ma2,
故加速度 a2=-2*10*0.5)/2=-5 m/s^2
Vb^2-Vd^2=2 a2 s[D-B点];
两阶段的两式相加:
Vb^2=2 a1 s[A-D点] + 2 a2 s[D-B点]
6^2=2*5 s[A-D点] - 2*5 s[D-B点]
s[A-D点] - s[D-B点] = 36/10 = 3.6;
而: s[A-D点] + s[D-B点] = s = 11.25
两式相加:2 s[A-D点] = 14.85,s[A-D点] = 14.85/2=7.425m
s[A-D点]=(1/2)a1 t^2
所以:拉力F作用的时间 t = (2 s[A-D点]/a1)^(1/2) = (2*7.425/5)^(1/2) =1.7234 秒