+=x2,
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FN、重力mg和摩擦力Ff,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-Ff=ma1
又Ff=μFN
FN=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+Ff=ma2
解得a2=8 m/s2