Question

20．如图所示，质量为m=2kg的物体静止在水平面上，在外力F=15N作用下开始运动，已知F与水平方向夹角为37°，物体位移为2m时，具有21.8J的动能．求：（取g=10m/s²）
（1）此过程中，物体克服摩擦力所做的功；（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（2）物体与水平面间的动摩擦因数．

Answer 1

分析 （1）由于摩擦力不知道，所以从功的定义式无法求解，我们可以运用动能定理求解摩擦力做功．
（2）对物体进行受力分析，把拉力正交分解，可以根据功的定义式求出动摩擦因数．

解答 解：（1）此过程中，运用动能定理：
Fscos37°-W_f=$\frac{1}{2}$mv²
解得：W_f=Fscos37°-$\frac{1}{2}$mv²=15×2×0.8-21.8=2.2J
（2）对物体进行受力分析：

把拉力在水平方向和竖直方向分解，根据竖直方向平衡和滑动摩擦力公式得出：
f=μF_N=μ（mg-Fsinθ）
根据功的定义式：W_f=μ（mg-Fsinθ）s
解得：μ=0.1
答：（1）此过程中，物体克服摩擦力所做的功为2.2J；
（2）物体与水平面间的动摩擦因数是0.1．

点评 动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功．
对于一个量的求解可能有多种途径，我们要选择适合条件的并且简便的．