解题思路:(1)根据位移时间公式求出物体上滑的加速度大小,结合牛顿第二定律求出物体与斜面间的动摩擦因数.
(2)根据速度时间公式求出撤去F时的速度,根据牛顿第二定律求出撤去F后上滑的加速度大小,结合速度位移公式求出速度减为零的时间,然后根据牛顿第二定律求出下滑的加速度大小,根据速度时间公式求出末速度.
(1)设力F作用时物体的加速度为a1,在前t1=2s,内:
由s=[1/2a1
t21]得:a1=
2s
t12=
2×4
4m/s2=2m/s2,
由牛顿第二定律得:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
代入数据可求得:μ=0.25
(2)设撤去力F的瞬间物体的速度为v1,则v1=a1t1=4m/s
设撤销力F以后,物体沿斜面减速上滑的加速度为a2,
由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma2
a2=8m/s2.
设从撤去力F至达最高点历时t2,由v=at,得:t2=
v1
a2=0.5s,
设物体达最高点后沿斜面加速下滑的加速度为a3,则由您顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma3
a3=4m/s2.
加速下滑时间:t3=t-t2=2-0.5s=1.5s
故撤销力F后2s末物体的速度为v=a3t3=4×1.5m/s=6m/s
方向沿斜面向下.
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.
(2)从撤去力F开始再经2s物体的速度为6m/s,方向沿斜面向下.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,关键理清物体在整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.