质量为1kg的物块从斜面底端以10m/s的速度滑上斜面,已知斜面的倾斜角为37°,物块与斜面间的动摩擦因数为0.5,已知在整个过程中,斜面都静止不动,且斜面足够长.求:(1)从物块
◎ 题目
质量为1kg的物块从斜面底端以10m/s的速度滑上斜面,已知斜面的倾斜角为37°,物块与斜面间的动摩擦因数为0.5,已知在整个过程中,斜面都静止不动,且斜面足够长.求: (1)从物块滑上斜面到离开斜面的过程中,物块所受各力对物块做的功及合力物块做的功; (2)下滑过程重力做功的平均功率与回到斜面底端时重力的瞬时功率. |
◎ 答案
(1)在上滑过程中,由牛顿第二定律可知 mgsin37°+μmgcos37°=ma a=gsin37°+μgcos37°=10×0.6+0.5×10×0.8m/s2=10m/s2 上滑的位移为x=
在整个过程中下降的高度为h=0 WG=mgh=0 支持力始终与位移垂直,故做功为WN=0 磨擦力做功为Wf=-2μmgxcos37°=-2×0.5×1×10×5×0.8J=-40J 合力做功为W合=WG+WN+Wf=-40J (2)下滑过程中物体的加速度为 mgsin37°-μmgcos37°=ma a=gsin37°+μgcos37°=10×0.6-0.5×10×0.8m/s2=2m/s2, 下滑到斜面底端时的时间为x=
t=
下滑到底端是速度为v=at=2
重力的平均功率为P=
重力瞬时功率为P=mgvsin37°=1×10×2 |