题目内容

质量m=0.78kg的木块静止于水平面上,现在恒力F作用下做匀加速直线运动,已知恒力大小F=4.5N,方向与水平方向成θ=37°角斜向上,如图所示.3s末撤去此拉力时,木块已滑行的距离s0=9m,(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)求:
(1)木块与地面间的动摩擦因数;
(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离;
(3)在整个运动过程中,摩擦力对木块做的功.
分析:(1)根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度,通过牛顿第二定律,求出摩擦力和正压力,根据μ=
f
FN
求出动摩擦因数.
(2)撤去拉力后,物块做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度,根据匀变速直线运动的速度位移公式求出木块继续滑行的距离.
(3)对整个过程运用动能定理,根据拉力做功求出摩擦力对木块做的功.
解答:解:(1)s0=
1
2
a1t12

物体共受到四个力的作用:重力G,拉力F,支持力N,滑动摩擦力f,
由牛顿第二定律F=ma得:
N+Fsinθ=mg,
Fcosθ-μN=ma1
解得μ=0.4
(2)3s末木块的速度:v1=a1t1
匀减速阶段a2=μg
木块继续滑行的距离s=
v
2
1
2a2

解得:s=4.5 m               
(3)对整个过程运用动能定理分析:
    WF+Wf=0-0=0
又WF=Fs0cosθ
所以摩擦力对木块做的功Wf=-32.4J
答:(1)木块与地面间的动摩擦因数是0.4;
(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离是4.5 m;
(3)在整个运动过程中,摩擦力对木块做的功是-32.4J.
点评:物体先是匀加速直线运动,后是匀减速直线运动,求解加速度时要注意撤去拉力后,物体与地面的压力发生改变,物体与地面的滑动摩擦力也应该发生变化.
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