质量为m的物体放在水平面上,在沿水平方向大小为F的拉力(F<mg)作用下做匀速运动,如图所示.试求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数(2)在物体上再施加另一个大小为F的力,①若要使
◎ 题目
质量为m的物体放在水平面上,在沿水平方向大小为F的拉力(F<mg)作用下做匀速运动,如图所示.试求: (1)物体与水平面间的动摩擦因数 (2)在物体上再施加另一个大小为F的力, ①若要使物体仍沿原方向做匀速运动,该力的方向如何? ②若要使物体沿原方向移动距离s后动能的增加最大,该力的方向如何? |
◎ 答案
(1)物体的受力如图所示,由物体做匀速运动得 F-f=0 N-mg=0 f=μN 解得:μ=
(2)分两种情形: ①设所加的力F斜向右下方,且与水平方向的夹角为θ,由物体做匀速运动得 F+Fcosθ-f=0 N-mg-Fsinθ=0 f=μN 由以上三式可以推得, Fcosθ=μFsinθ tanθ=
②设所加的力F斜向左上方,且与水平方向的夹角为θ,由物体做匀速运动得知 F-Fcosθ-f=0 N+Fsinθ-mg=0 f=μN 解得 tanθ=
故所加外力F与水平面的夹角为arctan
(3)由动能定理可知道,△Ek=F合?scosθ,因s一定,F合有最大值时最△Ek最大. 设后来所加的外力F斜向右上方且与水平方向的夹角为θ,则 物体所受的合力为F合=F+Fcosθ-f=0 在竖直方向Fsinθ+N-mg=0 由摩擦定律 f=μN 解得F合=F(cosθ+μsinθ) 令tanα=μ,则 F合=
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