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題目:一個質量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F作用下,從斜面底端沿光滑斜面向上運動,到達斜面上的某點A時,突然撤去恒力F,物體繼續沿斜面向上運動,經過一段時間后,物體又沿斜面返回至原處。已知物體從開始運動至返回原處經歷的時間為t,斜面的傾角為θ,求恒力F的大小。
解答:
解:物體先沿斜面向上運動時,受重力、支持力和拉力F。設加速度為a1,上升的高度為h。
由牛頓第二定律得:F-mgsinθ-Ff=ma1
上升過程有:h=1/2a1t^2
撤去拉力后,物體向上做減速運動,加速度大小為a2。
當速度減為零后返程時做加速運動,加速度大小仍為a2。
設返程時物體經過B點速度為vB。
由牛頓第二定律得:mgcosθ=ma2
返程時:vB^2=2a2h
由題意知:t=t1+t2
聯立以上各式解得:F=3mgsinθ+mgt^2/t1+t2
以上解答僅供參考,具體解答可能需要根據題目中的具體條件和要求進行適當的調整和修改。