两道有意思的物理题,恳请高手予以解答

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/15 08:19:55
题一
如图所示,质量为M的物体在固定的粗糙斜面上以加速度a匀加速下滑。
(1)现用一恒力F竖直向下作用在物体上且过物体的重心,则施力F后物体的加速度将?
(2)若在原图上不施力,改为在其正上方累加一重力为F的物块(两物块间无相对滑动),则此后,物体的加速度将?

题二
一物块放在水平面上,在水平拉力F作用下做直线运动,运动的v-t图像如图(A),则有关该力F的P-t图像可能的是(选项见图(B))

请帮我详细地分析一下

恳请各路前辈不吝赐教,在下谢过!

题一
设斜面与M的动摩擦因素为μ,斜面倾角为α,重力加速度为g
原图中,物体M的受力为:重力竖直向下,斜面对物体的支持力垂直于斜面向上,斜面对物体的摩擦力沿斜面向上。正交分解重力,得
支持力N=Mgcosα,摩擦力f=μN=μMgcosα
Ma=Mgsinα-f=Mg(sinα-μcosα)
此时,a=g(sinα-μcosα)
(1)中,物体增加了一个竖直向下的力F,将F与重力均正交分解,得
支持力N1=(Mg+F)cosα,摩擦力f1=μN1=μ(Mg+F)cosα
Ma1=(Mg+F)sinα-f1=(Mg+F)sinα-μ(Mg+F)cosα=(Mg+F)(sinα-μcosα)
得到,a1=(g+F/M)(sinα-μcosα)>a
所以,施加力F后,加速度增大
(2)中,放上新物体后,M受到新物体对其垂直于斜面向下的压力以及沿斜面方向的摩擦力。
新物体受到竖直向下的重力,M对它的垂直于斜面向下的支持力以及沿斜面方向的摩擦力。设这个摩擦力沿斜面向上大小为f,正交分解其重力,得
支持力N0=Fcosα,
新物体对M的压力也等于Fcosα,对M的摩擦力为沿斜面向下的f
据题意,两个物体的加速度是相等的
(F/g)a2=Fsinα-f............................A
斜面对M的支持力N2=Mgcosα+Fcosα,摩擦力f2=μN2=μcosα(Mg+F)
Ma2=Mgsinα+f-f2=Mgsinα+f-μcosα(Mg+F).......B
A.B两式相加,得
(F/g+M)a2=Fsinα+Mgsinα-μcosα(Mg+F)=(Mg+F)(sinα-μcosα)
解出a2=g(sinα-μcosα)=a
所以,此时物体的加速度不变

题二
情况一,水平面粗糙,设动摩擦力为f,则
0~t1时段,F>f且F恒定,P-t图表现为向上的直线
t1~t2时段,F=f,此过程中F也是恒定的,但小于前一时段的F
P-t图表现为水平直线,且左端