如图,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2s拉至B处.(已知cos37°=0.8,si

发布时间:2020-08-05 10:40:59

如图,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2s拉至B处.(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=l0m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;
(2)若改用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间与物体从A到B运动的总时间的比.

网友回答

解:(1)物体做匀加速直线运动
L=
所以
由牛顿第二定律得,
F-f=ma
f=30-2×10N=10N
所以
(2)设F作用的最短时间为t,小车先以大小为a的加速度匀加速ts,撤去外力后,以大小为a′的加速度匀减速t′s到达B处,速度恰好为零,由牛顿第二定律得,
Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma
代入数据得,a=11.5m/s2.

由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此有:
at=a′t′
解得
则.
答:(1)物体与地面间的动摩擦因数为0.5.
(2)该力作用的最短时间与物体从A到B运动的总时间的比为.

解析分析:(1)结合运动学公式和牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小.
(2)当力作用时间最短时,物体先加速后减速到零,根据牛顿第二定律求出匀加速阶段和匀减速阶段的加速度大小,抓住匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,初末速度为零,运用运动学公式求出时间之比.

点评:本题综合考查了运动学公式和牛顿第二定律,加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度可以根据力求运动,也可以根据运动求力.
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