如图一所示,用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个质量为20kg的木箱,能使木箱在水平面上匀速运动,木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10m/s

发布时间:2020-08-08 23:24:28

如图一所示,用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个质量为20kg的木箱,能使木箱在水平面上匀速运动,木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10m/s2
(1)求推力F的大小;
(2)如图二所示,若不改变力F的大小,只把力F的方向变为与水平方向成θ=30°角斜向上的拉力,使木箱由静止开始运动,作用2.0s后撤去拉力,求撤去拉力后木箱还能运动多远.

网友回答

解:(1)木箱受力情况如图,设地面对木箱的摩擦力为f1,对木箱的支持力为N1
根据平衡条件得
?? f1=Fcosθ
?? N1=Fsinθ+mg
又 f1=μN1
联立解得:F=120N??????????????????
(2)木箱先以加速度a做匀加速直线运动,此过程地面对木箱的摩擦力为f,对木箱的支持力为N.
撤去拉力后木箱以加速度a′做匀减速直线运动直至静止,此过程地面对木箱的摩擦力为f′,对木箱的支持力为N′.
对于匀加速运动过程:由牛顿第二定律得
?? Fcosθ-f=ma
?? N=mg-Fsinθ
又 f=μN
联立解得a=2.34m/s2.
撤去F时木箱的速度 v=at
? f′=ma′
? N′=mg
又f′=μN′
得到a′=μg
由v2=2a′s
得? s=
由以上各式解得:s=2.88m
答:
(1)推力F的大小是120N;
(2)撤去拉力后木箱还能运动2.88m.
解析分析:(1)在斜向下的推力F作用下木箱匀速运动,合力为零,分析其受力,根据平衡条件列式,求解F;
(2)若不改变力F的大小,只把力F的方向变为与水平方向成θ=30°角斜向上的拉力,使木箱由静止开始做匀加速运动,由牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求得撤去拉力时木箱的速度.再用牛顿第二定律求出撤去F后加速度,由运动学公式求滑行的位移.

点评:本题是平衡条件和牛顿第二定律、运动学公式的综合,关键是分析木箱的受力,求解加速度.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!