(1)物体向上运动过程中,受重力mg,摩擦力Ff,拉力F,设加速度为a1,
则有F-mgsinθ-Ff=ma1
FN=mgcosθ
又 Ff=μFN
得到,F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
代入解得,a1=2.0m/s2
所以,t=4.0s时物体速度v1=a1t=8.0m/s
(2)绳断后,物体距斜面底端x1=
a1t2=16m.1 2
断绳后,设加速度为a2,由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma2
得到,a2=g(sinθ+μcosθ)=8.0m/s2
物体做减速运动时间t2=
=1.0s v1 a2
减速运动位移x2=
=4.0m
v1t2
2
此后物体沿斜面匀加速下滑,设加速度为a3,则有
mgsinθ-μmgcosθ=ma3
得到,a3=g(sinθ-μcosθ)=4.0m/s2
设下滑时间为t3,则:x1+x2=
a31 2
t
解得,t3=
s=3.2s
10
∴t总=t2+t3=4.2s
答:
(1)绳断时物体的速度大小是8.0m/s.
(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间是4.2s.