题目内容
质量为 10kg的物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面足够长且固定不动,与水平地面的夹角θ=37°.力F作用8秒钟后撤去,物体在斜面上继续上滑了5秒钟后,速度减为零.求:物体与斜面间的动摩擦因数μ.(已知 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
【答案】分析:物体先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学公式结合研究匀加速运动过程,求出F刚撤去时物体的速度表达式,再由牛顿第二定律和运动学公式结合研究匀减速运动过程,联立可求出μ.
解答:
解:对于匀加速直线运动过程:
物体的受力情况如图,根据牛顿第二定律得:
Fcosθ-Ff-mgsinθ=ma1 ①
又Ff=μFN=μ(Fsinθ+mgcosθ) ②
F刚撤去时物体的速度为v=a1t1 ③
联立①②③得:[Fcosθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)-mgsinθ]t1=mv ④
对于匀减速直线运动过程:
-Ff-mgsinθ=ma2 ⑤
0=v+a2t2 ⑥
联立②⑤⑥得:
[-μmgcosθ-mgsinθ]t2=-mv ⑦
联立④⑦得::[Fcosθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)-mgsinθ]t1=(μmgcosθ+mgsinθ)t2⑧
代入数据解得μ=0.25
答:物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.25.
点评:本题是两个过程的动力学问题,运用牛顿第二定律和速度公式结合分别研究两个过程,求出动摩擦因数μ,关键要正确分析受力情况,求出加速度.
解答:
物体的受力情况如图,根据牛顿第二定律得:
Fcosθ-Ff-mgsinθ=ma1 ①
又Ff=μFN=μ(Fsinθ+mgcosθ) ②
F刚撤去时物体的速度为v=a1t1 ③
联立①②③得:[Fcosθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)-mgsinθ]t1=mv ④
对于匀减速直线运动过程:
-Ff-mgsinθ=ma2 ⑤
0=v+a2t2 ⑥
联立②⑤⑥得:
[-μmgcosθ-mgsinθ]t2=-mv ⑦
联立④⑦得::[Fcosθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)-mgsinθ]t1=(μmgcosθ+mgsinθ)t2⑧
代入数据解得μ=0.25
答:物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.25.
点评:本题是两个过程的动力学问题,运用牛顿第二定律和速度公式结合分别研究两个过程,求出动摩擦因数μ,关键要正确分析受力情况,求出加速度.
练习册系列答案
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