在平直的公路上,两个人要将质量m=1000kg的货物装进离地面高h=1m的卡车车厢内,他们找到一个长为L=5m的斜面,但是没有其他更多可借助的工具.假设货物在水平面和

发布时间:2020-08-06 22:46:39

在平直的公路上,两个人要将质量m=1000kg的货物装进离地面高h=1m的卡车车厢内,他们找到一个长为L=5m的斜面,但是没有其他更多可借助的工具.假设货物在水平面和斜面的连接处通过时没有能量损失,货物在接触面上滑动时所受的摩擦阻力恒为货物的重力的0.12倍,两人的最大推力各为800N,他们能否将货物直接推进车厢?你能否帮他们将此方案加以改进,设计一个可行的方案?(g取10m/s2)

网友回答

解:两个人的最大推力为Fm=2F=1600N
货物所受摩擦力始终为Ff=0.12G=1200N.
又重力沿斜面向下的分力为.
由于Fm<Ff+Fx,故两人不可能直接将货物推上斜面.
注意到Fm>Ff,我们可以让货物先在水平面上作匀加速运动,使货物在滑上斜面之前已经获得速度,然后匀减速滑动斜面顶端.
设货物在水平面上作匀加速直线运动的距离为s,在此运动过程中,由牛顿第二定律得Fm-f=ma1,则货物在水平面上作加速运动所获得的速度为.
货物滑上斜面后作匀减速运动,设其加速度大小为a2,则由牛顿第二定律得Fx+f-Fm=ma2,其中Fx为货物重力的下滑分力,
要使货物恰好能滑到顶端,则有.
所以,货物在水平面上加速的距离应为,代入数据即可求得s=20m.
故可设计方案为:两人用最大推力使货物在水平面上至少滑行20m后再推物体滑上斜面.
解析分析:通过对货物进行受力分析,比较两个推力与摩擦力和重力沿斜面方向分力之和的大小,判断能否将货物推进车厢.
可以先让货物在水平面上做匀加速直线运动,以一定的初速度滑上木板,初速度越大,越容易滑进车厢,运用牛顿第二定律,结合运动学公式求出货物刚好滑进车厢时在水平面上加速的距离.

点评:解决本题的关键能够正确进行受力分析,运用牛顿第二定律结合运动学公式进行求解.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!