如图所示一个物体质量为m=1kg,在与水平方向成37°斜向下大小为F1=10N的推力下在水平地面上做v0=5m/s的匀速直线运动.从t=0时刻开始推力变成F2=20N

发布时间:2020-08-09 09:27:10

如图所示一个物体质量为m=1kg,在与水平方向成37°斜向下大小为F1=10N的推力下在水平地面上做v0=5m/s的匀速直线运动.从t=0时刻开始推力变成F2=20N方向不变,在5s时撤去外力,经过一段距离停下来.求:
(1)物体与地面间的动摩擦因数
(2)撤去外力时速度大小为多少?
(3)撤去外力后还能滑行多远?
(4)存在这样一个角度θ,如果外力与水平面的夹角超过θ,无论外力F多大都不可能把物体从静止状态推动,求这个角度θ(用三角函数表示即求sinθ=?或tanθ=?).

网友回答

解:(1)由于物体做匀速直线运动,受力如图所示.
根据平衡有f=F1cos37°=10×0.8N=8N
N=Fsin37°+mg=10×0.6+10N=16N
则物体与地面间的动摩擦因数.
(2)当推力变为20N时,根据牛顿第二定律得,a1===5m/s2.
则撤去外力时速度大小v=v0+at=5+5×5m/s=30m/s.
(3)撤去外力后,加速度
则物体还能滑行的距离x=.
(4)当外力与水平面的夹角超过θ,无论外力F多大都不可能把物体从静止状态推动.
有Fcosθ≤μ(mg+Fsinθ)
解得???? ①
其中tanφ=
当sin(φ-θ)=0时,①式永远成立,则θ=φ,(tanφ=).
答:(1)物体地面间的动摩擦因数为0.5.
(2)撤去外力时的速度为30m/s.
(3)撤去外力后还能滑行90m.
(4)这个角度为.
解析分析:(1)根据共点力平衡求出支持力和摩擦力的大小,通过滑动摩擦力的大小公式求出动摩擦因数大小.
(2)根据牛顿第二定律求出加速度的大小,通过速度时间公式求出撤去拉力时的速度.
(3)通过牛顿第二定律求出撤去拉力时的加速度,结合速度位移公式求出还能滑行的距离.
(4)通过推力在水平方向上的分力总小于摩擦力,运用数学方法得出θ的大小.

点评:本题综合考查了共点力平衡、牛顿第二定律和运动学公式,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
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