--任意时刻的位移和速度,以及运动轨迹等.
质量为4 kg的物体放在与水平面成30°角、足够长的粗糙斜面底端,物体与斜面间的动摩擦因数μ=,作用在物体上的外力与斜面平行,随时间变化的图象如图461所示,外力作用在物体上的时间共8 s,根据所给条件(sin 30°=,cos 30°=,g取10 m/s2)求:
图461
(1)物体所受的摩擦阻力为多大?
(2)物体在0~4 s内的加速度为多少?运动的位移为多少?
(3)物体从运动到停止走过的总位移为多少?
思路点拨:①外力作用在物体上的时间共8 s,在4 s~6 s内和10 s以后物体不再受外力F作用.②物体在不同时间段受力情况不同,运动规律也不同.
【解析】 (1)如图,对物体进行受力分析可得:
G1=mgsin 30°=20 N
FN=G2=mgcos 30°=20 N
Ff=μFN=×20 N=20 N.
(2)由牛顿第二定律可得,0~4 s内物体的加速度:
a==5 m/s2
4 s时的速度:v1=at=20 m/s
0~4 s内位移:x1=at2=40 m.
(3)4~6 s内拉力为0,物体匀减速运动,加速度:
a′== m/s2=-10 m/s2
物体运动2 s速度恰好减为0,通过的位移: