Question

【題目】如圖所示，傾角為θ＝37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端垂直斜面固定一擋板。質量為m＝1kg的小滑塊P緊靠擋板放置，P與斜面間的動摩擦因數為μ＝0.5。現對P施加一個沿斜面向上的拉力F，拉力大小為F0＝6N，作用s后改變力F的大小和方向(F始終平行斜面)，使P沿斜面做勻變速運動，又經過s后發現P恰好與擋板相碰。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

(1)改變F前小滑塊的位移；

(2)F改變后的最大值和最小值。

Answer 1

【答案】(1) m (2) F最大值為16N，最小值為8N

【解析】

(1)應用牛頓第二定律可知施加推力F0時P的加速度

m/s2

改變F時P的速度為m/s

此段時間內運動位移m

(2)在改變F的△t時間內，小滑塊P做勻變速直線運動，設加速度為a2

則有

又有

聯立解得m/s2

改變推力F后，小滑塊P向上運動的過程中，設推力大小為F1

應用牛頓第二定律有:

解得F1 =8N，方向沿斜面向下。

小滑塊P向下運動的過程中，設推力大小為F2

應用牛頓第二定律有

解得F2=16N，方向沿斜面向下

所以改變推力F后，F最大值為16N，最小值為8N。