Question

如图所示，质量为m=5kg的物体，置于一倾角为30°的粗糙斜面上，用一平行于斜面的大小为40N的力F拉物体，使物体沿斜面M向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a=2m/s²，斜面始终保持静止状态．则水平地面对斜面的静摩擦力大小为______

Answer 1

【答案】分析：m在M上加速运动，对物体受力分析，根据牛顿第二定律可以求得水平地面对M的摩擦力的大小，求出m受到的摩擦力的大小，由P=fv可以求得摩擦力的瞬时功率．
解答：解：整体的加速度向右的分量为acos30°，
整体水平方向受到地面摩擦力向左f，F的水平分力向右，
由牛顿第二定律得 F_合=Fcos30-f=macos30°，
解得 f=15N，
所以水平地面对斜面的静摩擦力大小为15N．
沿斜面分析对物体受力分析可得，
F-mgsina-f′=ma  
解得 f′=5N，
在2s末物体的速度为 V=at=2×2=4m/s，
此时摩擦力的功率为 P=-f′V=-20W，
所以克服摩擦力做功的瞬时功率为20W．
故答案为：15；20．
点评：在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，P=只能计算平均功率的大小，而P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度．