Question

【題目】如圖甲，質量為的滑塊受到一個沿斜面方向的外力作用，從斜面底端開始，以初速度沿著傾角為足夠長的斜面向上運動，物體與斜面間的動摩擦因數為，滑塊開始 一段時間內的速度時間圖象如圖所示乙(g 取 10m/s2，，)，求：

(1)滑塊上滑過程中加速度的大小和方向；

(2)滑塊所受外力的大小和方向；

(3)當滑塊到最高點時撤除外力，此后滑塊能否返回斜面底端?若不能返回，求出滑塊停在離斜面底端的距離。若能返回，求出返回斜面底端時的速度。

Answer 1

【答案】（1）15m/s2 方向沿斜面向下

（2）5.2N，方向沿斜面向下；

（3）物體只能停在原處，物體停下前所通過的路程0.432m.

【解析】

（1）根據速度-時間圖象的斜率表示加速度即可求解；
（2）根據牛頓第二定律列式求解外力F，注意方向；
（3）滑塊到最高點時速度為零，撤除外力后，所以滑塊不能返回斜面底端，根據運動學公式求出滑塊停在離斜面底端的距離；

（1）設沿斜面向上為正，由圖象，即加速度大小為，方向沿斜面向下，則向上做勻減速運動；
（2）設沿斜面向下為正方向，如圖所示：

垂直斜面方向：，
滑動摩擦力：
沿著斜面方向：，
得到：，方向沿斜面向下；

（3）滑塊不能返回斜面底端，因為當到達最高點后，重力沿斜面向下的分力小于物體受到沿斜面向上的最大摩擦力，物體只能停在原處，物體停下前所通過的位移為：。