2018版教科版 必修一 第三章 牛顿运动定律 牛顿运动定律 章末总结
2018版教科版 必修一 第三章 牛顿运动定律 牛顿运动定律 章末总结第3页

得v2=20 m/s,t==5 s

即在水平地面上加速的时间不能超过5 s.

针对训练 如图2所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1 kg的物体.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动.拉力F=10 N,方向平行斜面向上.经时间t=4 s绳子突然断了,求:(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2)

图2

(1)绳断时物体的速度大小;

(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.

答案 (1)8 m/s (2)4.2 s

解析 (1)物体向上运动过程中,受拉力F、斜面支持力N、重力mg和摩擦力f,受力分析如图所示,

设物体向上运动的加速度为a1,根据牛顿第二定律有:

F-mgsin θ-f=ma1

又f=μN

N=mgcos θ

解得:a1=2 m/s2

t=4 s时物体的速度大小v1=a1t=8 m/s

(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x1=a1t2=16 m,

绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,受力分析如图所示,

则根据牛顿第二定律有:

mgsin θ+f=ma2

解得a2=8 m/s2