1、若忽略空气阻力,可由机械能守恒,得它落回原出发点的速度大小是V0,方向是竖直向下.
若空气阻力不能忽略,且始终为重力的三分之一,f =mg / 3
在上升阶段,加速度大小是 a1=(mg+f)/ m=4 g / 3
物体上升的最大高度是 H,由 0=V0^2-2*a1*H 得
H=V0^2 / (2*a1)=3*V0^2 / (8g)
在下落阶段,加速度大小是 a2=(mg-f )/ m=2 g / 3
下落阶段的距离也是H,落回原出发点的速度大小设为 V ,由 V^2=2*a2*H 得
V=根号(2*a2*H)=根号 { 2*(2 g / 3)*[ 3*V0^2 / (8g) ] }=V0 / (根号2)=V0 * (根号2) / 2
2、θ=45度,物体向上滑的初速设为V0
物体向上滑时,受重力mg、支持力N、滑动摩擦力 f(沿斜面向下)
向上滑动的加速度大小是 a1=(mg*sinθ+µ*mg*cosθ)/ m=g*(sinθ+µ*cosθ)
向上滑行的最大距离设为S
由 0=V0^2-2*a1*S 得
S=V0^2 / (2*a1)=V0^2 / [g*(sinθ+µ*cosθ)]
由 S=V上平*t1=(V0 / 2)*t1 得
t1=2*S / V0=2*V0 / [g*(sinθ+µ*cosθ)]
物体从最高点再下滑时,受重力mg、支持力N、滑动摩擦力 f(沿斜面向上)
向下滑行的加速度是 a2=(mg*sinθ-µ*mg*cosθ)/ m=g*(sinθ-µ*cosθ)
由 S=a2*t2^2 / 2 得
V0^2 / [g*(sinθ+µ*cosθ)]=g*(sinθ-µ*cosθ)*t2^2 / 2
得 t2=(V0 / g) *根号{ 2 / [ (sinθ)^2-(µ*cosθ)^2 ] }
所求的比值是
t1 / t2={ 2*V0 / [g*(sinθ+µ*cosθ)] } / 《(V0 / g) *根号{ 2 / [ (sinθ)^2-(µ*cosθ)^2 ] }》
=根号{2*[sinθ-µ*cosθ] / [sinθ+µ*cosθ] }
=根号{2*[sin45度-µ*cos45度] / [sin45度+µ*cos45度] }
=根号[2*(1-µ)/(1+µ)]