粗糙水平面上AB兩點間距s=75m,一質(zhì)量m=10kg的物體受到水平方向成37°的斜向上的力F=100N作用,物體由靜止開始經(jīng)5s從A運動到B.
(1)求物體與水平面間的動摩擦因數(shù);
(2)如果僅要求使物體從A運動到B,力F并不需要一直作用,求使物體能從A運動到B,力F做功的最小值.(cos37°=0.8,sin37°=0.6,g=10m/s2
分析:(1)根據(jù)位移的關(guān)系可以求得加速度的大小,再根據(jù)物體的受力的情況可以求得摩擦因數(shù)的大。
(2)從A到B的過程中,物體先加速再減速運動到B,根據(jù)加速運動的位移可以求得拉力做功的大。
解答:解:(1)由運動學(xué)公式有s=
1
2
at2
解得:a=
2s 
t2
=6m/s2,
對物體由牛頓運動定律有:
Fcos37°-f=ma
N=mg-Fsin37°
f=μN
代入數(shù)據(jù)解得:μ=
Fcos37°-ma
mg-Fsin37°
=0.5
(2)設(shè)力F最小作用距離為s1,撤去力F后物體具有速度為v,再運動距離為s2,剛好運動到B停止.
則有:s1=
v2
2a
,s2=
v2
2a
,s1+s2=s
其中:a′=
μmg
m
=μg=5m/s2,為撤去F時物體的加速度.
代入數(shù)據(jù)解得:s1=
5
11
s=
375
11
m
則此時力F做功最小值為:W=Fs1cos37°=
30000
11
J=2727.3J.
答:(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5;
(2)力F做功的最小值為2727.3J.
點評:本題是度牛頓第二定律的應(yīng)用,對物體受力分析是解本題的關(guān)鍵,在計算功的大小的時候要注意拉力并不是在整個過程中都對物體有拉力的作用.
練習(xí)冊系列答案
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(1)C點處的電場強度;
(2)物塊在D點處的靜摩擦力;
(3)物塊從C點滑到D點,摩擦力做的功Wf
(4)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù).

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如圖甲所示,一個小滑塊以一定的初速度從粗糙的水平面上的A點運動至B點停止,在該過程中滑塊的速度-時間(v-t)圖象如圖乙所示.(取g=10m/s2

求:
(1)AB兩點間的距離s;
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精英家教網(wǎng)如圖所示,O、B、A為一粗糙絕緣水平面上的三個點,三個點在同一條直線上,一電荷量為-Q的點電荷固定在O點,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的小金屬塊(可視為質(zhì)點),從A點以初速度υ0沿它們的連線向固定點電荷運動,到B點時速度最小,其大小為υ(υ<υ0).已知小金屬塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,AB間距離為L,靜電引力常數(shù)為k,則( 。

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