题目内容
质量m=2.0kg的物体静止在水平地面的A点上,用水平拉力F1=10N拉这个物体,使其从A点由静止开始做匀加速直线运动至B点。已知AB间距离为12.5m,物体到B点的速度大小为5.0m/s。g取10m/s2,求:
(1)物体与地面间的动摩擦因数
;
(2)当物体运动到B点时,撤去水平拉力F1,物体在水平面上滑行一段距离后停在C点。现改用与水平方向夹角为
斜向上的F2=10N的力拉这个物体,若使这个物体在水平地面上从C点由静止开始运动,并能到达距C点12.5m远的地方,则F2至少要做多少功?
(
结果保留2位有效数字)
(1)物体与地面间的动摩擦因数
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810187204.gif)
(2)当物体运动到B点时,撤去水平拉力F1,物体在水平面上滑行一段距离后停在C点。现改用与水平方向夹角为
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810187517.jpg)
(
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241158102031639.jpg)
(1)
(2)77J
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810219310.gif)
(1)物体从静止开始由A点运动到B点的过程中,物体受到的拉力F1和摩擦力Ff对其做功,根据动能定理有:
……………(2分)
其中
…………(1分)
将数据代入上面两式,解得:
…………(1分)
(2)物体在F2作用下从C点由静止开始运动,到距C点12.5m的过程中,
若F2作用一段时间后,撤去F2,物体滑行到距C点12.5m时,
刚好速度为零,此情况中拉力F2做的功为最少。……………(2分)
设物体在拉力F2作用的过程中,物体的位移为s1,撤去F2后,物体的位移为s2。
由题意可知从C点由静止开始到距C点12.5m运动的位移为:s= s1+ s2 …(1分)
在s1阶段有F2和摩擦力Ff1对物体做功,在s2阶段有摩擦力Ff2对物体做功,
根据动能定理有:
……………(2分)
当F2作用在物体上时,物体受到的摩擦力为:
…(1分)
撤去F2后,物体受到的摩擦力为:
…………(1分)
联立上述四式,代入数据解得:s1=9.6m…………(1分)
F2至少做的功为:
="77J " ……………(2分)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810250690.gif)
其中
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810250561.gif)
将数据代入上面两式,解得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810219310.gif)
(2)物体在F2作用下从C点由静止开始运动,到距C点12.5m的过程中,
若F2作用一段时间后,撤去F2,物体滑行到距C点12.5m时,
刚好速度为零,此情况中拉力F2做的功为最少。……………(2分)
设物体在拉力F2作用的过程中,物体的位移为s1,撤去F2后,物体的位移为s2。
由题意可知从C点由静止开始到距C点12.5m运动的位移为:s= s1+ s2 …(1分)
在s1阶段有F2和摩擦力Ff1对物体做功,在s2阶段有摩擦力Ff2对物体做功,
根据动能定理有:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810297700.gif)
当F2作用在物体上时,物体受到的摩擦力为:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810312658.gif)
撤去F2后,物体受到的摩擦力为:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810328473.gif)
联立上述四式,代入数据解得:s1=9.6m…………(1分)
F2至少做的功为:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824115810343577.gif)
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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