题目内容
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图6-13
如图6-13所示,某同学在地面上拉着一个质量为m=30 kg的箱子匀速前进,已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,拉力F1与水平面的夹角为θ=45°,g=10 m/s2.求:
(1)绳子的拉力F1为多少?
(2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进?如果能,请求出拉力的最小值;若不能,请说明理由.
解析:(1)箱子匀速前进,属于平衡状态,合外力为零.以箱子为研究对象,进行受力分析,其受重力、地面支持力、地面摩擦力、外界拉力,以水平、竖直方向为坐标轴的方向建立坐标系,利用正交分解法可得
F1cos45°=μ(mg-F1sin45°),
F1=
=100
N.
(2)设拉力与水平方向的夹角为θ,利用正交分解法,将水平、竖直两个方向的平衡方程整理有
Fcosθ=μ(mg-Fsinθ),F=
.
当θ=arctanμ时,F有最小值,其值为Fmin=
=60
N.
所以该同学能用比F1小的力拉着箱子匀速前进,最小拉力为60
N.
答案:(1)100
N (2)能,60
N
在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,某同学测量数据后,通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表所示.
| 位置编号 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 时间t/s | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
| 速度v/(m·s-1) | 0.38 | 0.63 | 0.88 | 1.12 | 1.38 | 1.63 |
(1)分析表中数据可知,在误差允许的范围内,小车做__________运动.
(2)由于此次实验的原始纸带没有保存,另一同学想估算小车从位置0到位置5的位移,其估算方法如下:x=(0.38×0.1+0.63×0.1+0.88×0.1+1.12×0.1+1.38×0.1)m=……那么,该同学得到的位移______(选填“大于”“等于”或“小于”)实际位移,为了使计算位移的误差尽可能小,你认为采取什么方法更合适?(不必算出具体数据)
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