Question

质量为m的物体放在水平面上，在沿水平方向大小为F的拉力（F＜mg，g为重力加速度）作用下做匀速直线运动。如图所示，试求：

（1）物体与水平面间的动摩擦因数。
（2）在物体上再施加另一个大小为F的力，若要使物体沿原方向移动一定距离S后动能的增加最大，则该力的方向应如何？

Answer 1

（1）
（2）斜向右上方与水平夹角为。

（1）物体受力如图所示，由物体匀速运动有

，
，
联立解得。
（2）由动能定理可知，，因s一定，故F_合有最大值时最大。
设后来所加的外力F斜向右上方且与水平夹角为，如图所示

水平方向：，
竖直方向：，
解得。
令=，则，
由上式可知当，即时，
F_合取最大值为，即所加外力斜向右上方与水平夹角为。