Question

如圖所示，固定斜面的傾角為θ=37°，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，物體受到平行于斜面的力F作用靜止開始運(yùn)動(dòng)，力F隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖（以平行于斜面向上為正方向），前4s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的最大加速度大小為

 

m/s²，前4s內(nèi)物體的位移大小為

 

m．

Answer 1

分析：前4s內(nèi)先向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，然后向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最后返回做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合牛頓第二定律求出最大的加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)噶求出前4s內(nèi)的位移大�。�

解答：解：物體向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度：a1=

F1+mgsin37°-μmgcos37°

m

=g=10m/s²．
1s末的速度v₁=a₁t₁=10m/s，位移：x1=

1

2

a1t12=5m．
物體向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度：a2=

F2+μmgcos37°-mgsin37°

m

=0.5g=5m/s²．
則物體勻減速直線運(yùn)動(dòng)到零的時(shí)間：t2=

v1

a2

=2s
則勻減速直線運(yùn)動(dòng)位移：x2=

v12

2a2

=

100

10

m=10m．
最后1s內(nèi)向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：a3=

F2-μmgcos37°-mgsin37

m

=0.1g=1m/s²．
則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移：x3=

1

2

a3t32=0.5m
所以前4s內(nèi)的物體的位移大小x=x₁+x₂-x₃=14.5m．
在此過(guò)程中最大加速度為10m/s²．
故答案為：10，14.5．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵搞清整個(gè)過(guò)程中物體的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行分析．