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相关例题:
题目:一个质量为$m$的物体,在平行于斜面向上的恒力$F$作用下,从斜面底端沿光滑斜面向上运动,到达斜面上的某一点时,突然撤去恒力$F$,物体继续向上运动,又经过斜面上的某一点时撤去,物体冲上斜面。已知物体两次经过斜面上同一位置时的速度大小分别为$v_{1}$和$v_{2}$,求物体运动的加速度大小。
解答:物体在恒力$F$的作用下向上运动,到达某点时撤去恒力$F$,此时物体的速度方向与加速度方向相同。撤去恒力$F$后,物体继续向上运动,到达另一位置时速度方向与加速度方向相反。根据动能定理可得:
$F\mathbf{\cdot}L - mg\mathbf{\cdot}h = \frac{1}{2}mv_{1}^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
其中$L$为物体在恒力作用下的位移,$h$为物体在撤去恒力后上升的高度。
同理可得:
$- mg\mathbf{\cdot}h^{\prime} = \frac{1}{2}mv_{2}^{2} - \frac{1}{2}mv_{1}^{2}$
其中$h^{\prime}$为物体第二次经过同一位置时的高度。
根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为:
$a = \frac{v_{2}^{2} - v_{1}^{2}}{2h^{\prime}}$
其中$v_{2}$和$v_{1}$分别为物体第二次和第一次经过同一位置时的速度大小。
通过以上解答,我们可以得到物体的加速度大小为$\frac{v_{2}^{2} - v_{1}^{2}}{2h^{\prime}}$。这个题目考察了学生对牛顿第二定律、动能定理等物理知识的掌握和应用,同时也考察了学生的分析能力和计算能力。
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