解题思路:根据牛第二定律求出上滑时的加速度,结合速度位移公式求出物体上滑的最大高度.根据速度时间公式求出上滑的时间,根据牛顿第二定律求出下滑的加速度,结合位移时间公式求出下滑的时间,从而得出总时间.
(1)根据牛顿第二定律得:mgsin30°+μmgcos30°=ma,
解得加速度为:a=gsin30°+μgcos30°=10×
1
2+0.5×10×
3
2m/s2=(5+2.5
3)m/s2,
则上滑的最大位移为:x=
v02
2a=
25
10+5
3m=(10−5
3)m
则上升的最高点高度为:h=
x
2=(5−
5
3
2)m.
(2)物体上滑的时间为:t1=
v0
a=
5
5+2.5
3=(4−2
3)s,
根据牛顿第二定律得,下滑的加速度为:a′=[mgsin30°−μmgcos30°/m]=gsin30°−μgcos30°=(5−2.5
3)m/s2,
根据x=
1
2a′t22
得:t2=
2x
a′=
20−10
3
5−2.5
3=2s,
则:t=t1+t2=(6−2
3)s.
答:(1)物体能滑到的最大高度为(5−
5
3
2)m;
(2)物体从开始滑上斜面到回到斜面底部所经历的时间为(6−2
3)s.
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,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,注意上滑和下滑的加速度不同.