Question

质量为10kg的物体在倾角为37°的斜面底部受一个沿斜面向上的力F=100N作用，由静止开始运动。2s内物体在斜面上移动了4m，2s末撤去力F，求F撤去后，经过多长时间物体返回斜面底部（取g＝10m/s²）?

Answer

2．08s

【解析】试题分析: 物体在三个不同阶段的受力情况如图所示:

在加速上滑阶段：

a1＝2m/s2

据牛顿第二定律：F－mgsin37°－Ff＝ma1（沿斜面向上为正）

Ff＝20N

在F撤走瞬间，物体的速度为v＝a1t1＝4m/s

设在减速上滑阶段的加速度为a2，所用时间为t2，位移为x2，则有mgsin37°＋Ff＝ma2（选沿斜面向下为正），

a2＝8m/s2

设在加速下滑阶段的加速度为a3，所用时间为t3，位移为x3，则有mgsin37°－Ff′＝ma3

a3＝4 m/s2

x3＝x1＋x2＝5 m

t3＝1．58s

所以，撤力后经时间t＝t2＋t3＝2．08s，物体返回斜面底部。

考点：考查牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律．