Question

如图，质量为m=4.6千克的物体静置于水平面上，物体与水平面的滑动摩擦系数为0.2，现用与水平方向成θ=37°角的斜向上力F拉物体，为使物体沿水平面匀速运动5米．求：
（1）拉力F应为多大？
（2）拉力F对物体做的功是多少？
（3）匀速运动时如果速度为2米/秒，撤去F后还能滑动多远？

Answer 1

分析：（1）对物体进行受力分析，根据匀速运动平衡求拉力F的大小；
（2）根据功的定义式W=FLcosα求力F的功；
（3）撤去力F后，在摩擦力作用下物体做匀减速直线运动，摩擦力做的功等于物体动能的变化，由此求解即可．

解答：解：（1）建立如图坐标系对物体进行受力分析有：

根据物体平衡有：
F_合x=Fcos37°-f=0      ①
F_合y=N+Fsin37°-mg=0        ②
f=μN        ③
由①②③解得：F=10N
（2）根据功的定义有力F在物体产生5m的位移中对物体做功
W=FLcos37°=10×5×0.8=40J
（3）当撤去力F后，物体所受摩擦力f′=μN′=μmg=9.2N
根据动能定理有：-f′x=0-

1

2

mv2得
位移x=

1 2 mv2

f′

=

1 2 ×4.6×22

9.2

m=1m
答：（1）拉力F应为10N；
（2）拉力F对物体做的功是40J；
（3）匀速运动时如果速度为2米/秒，撤去F后还能滑动1m．

点评：正确分析物体的受力是解决本题的关键，注意摩擦力f与正压力成正比，不一定与重力成正比．