(10分)某人欲將質(zhì)量m=2.0×102kg的貨箱推上高h=1.0m的卡車,他使用的是一個(gè)長(zhǎng)L=5.0m的斜面(斜面與水平面平滑連接),如圖11所示。假設(shè)貨箱與水平面和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.10,此人沿平行于地面和斜面對(duì)貨箱所施的最大推力均為Fm=4.0×102N。為計(jì)算方便可認(rèn)為cosθ≈1,g取10m/s2。
(1)通過計(jì)算說明此人從斜面底端,用平行于斜面的力不能把貨箱勻速推上卡車;
。2)此人要把貨箱推上卡車,需要先在水平地面上推動(dòng)貨箱做加速運(yùn)動(dòng),使貨箱在斜面的底端 A處具有一定的速度,接著繼續(xù)用平行于斜面最大推力Fm推貨箱。為把貨箱推到斜面頂端的卡車上,貨箱在斜面底端的速度至少為多大?
。3)此人先以水平力,后以平行于斜面的力推貨箱,推力大小總是Fm,那么,把靜止于地面的貨箱從水平面推到卡車上至少需做多少功?
(9分)
解:(1)設(shè)貨箱與斜面間的滑動(dòng)摩擦力為f,斜面對(duì)貨箱的支持力為N,斜面傾角為θ,平行于斜面用力把貨箱勻速推上卡車用力為F,則
F=6.0×102N……………………………………………………………………(1分)
因?yàn)?i>Fm=400N< F=6.0×102N ,所以不能把貨箱勻速推上卡車!1分)
。2)欲求貨箱在斜面低端的最小速度,則可設(shè)貨箱到達(dá)斜面頂端時(shí)速度為零。設(shè)貨箱在斜面上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1,貨箱在斜面底端時(shí)速度至少為v,根據(jù)牛頓第二定律
mgsinθ+μmgcosθ-Fm =ma1……………………………………………(1分)
解得a1=1.0 m/s2…………………………………………………………………(1分)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2=2a1L
解得v =m/s≈3.2m/s …………(1分)(用m/s表示也給分)
。3)要使推力做功最少,則貨箱到達(dá)斜面頂端時(shí)速度為零,即貨箱通過A點(diǎn)時(shí)速度為v,設(shè)貨箱在推力Fm作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)距離為s到斜面底端時(shí),速度大小為v ,根據(jù)動(dòng)能定理有
Fms-μmgs=………………………………………(1分)
解得 s=5.0m……………………………………………………………………(1分)
此人在全過程做的功為W= Fm(s+L)=4.0×103J…………………………(1分)
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
某人欲將質(zhì)量m=2.0×102kg的貨箱推上高h=1.0m的卡車,他使用的是一個(gè)長(zhǎng)L=5.0m的斜面(斜面與水平面平滑連接),如圖所示。假設(shè)貨箱與水平面和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.10,此人沿平行于地面和斜面對(duì)貨箱所能施加的最大推力均為Fm=4.0×102N。(g=10m/s2)。
(1)從斜面底端用平行于斜面的力把貨箱勻速推上卡車,需多大的推力?
(2)若在推貨箱時(shí)此人用了最大的推力,且在水平面和斜面上時(shí),人對(duì)貨箱所施加的推力Fm分別平行與水平面和斜面,那么,為把靜止在水平地面上的貨箱推到斜面頂端的卡車上,需從距A點(diǎn)至少多遠(yuǎn)的地方推動(dòng)貨箱?
(3)有同學(xué)認(rèn)為,為將貨箱推上卡車,此人必需要用最大的力推箱子,這樣做功才是最少。你認(rèn)為他的想法是否正確?(設(shè)此人的推力始終與水平面和斜面平行)。
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某人欲將質(zhì)量m=2.0×102kg的貨箱推上高h=1.0m的卡車,他使用的是一個(gè)長(zhǎng)L=5.0m的斜面(斜面與水平面平滑連接),如圖所示。假設(shè)貨箱與水平面和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.10,此人沿平行于地面和斜面對(duì)貨箱所能施加的最大推力均為Fm=4.0×102N。(g=10m/s2)。
(1)從斜面底端用平行于斜面的力把貨箱勻速推上卡車,需多大的推力?
(2)若在推貨箱時(shí)此人用了最大的推力,且在水平面和斜面上時(shí),人對(duì)貨箱所施加的推力Fm分別平行與水平面和斜面,那么,為把靜止在水平地面上的貨箱推到斜面頂端的卡車上,需從距A點(diǎn)至少多遠(yuǎn)的地方推動(dòng)貨箱?
(3)有同學(xué)認(rèn)為,為將貨箱推上卡車,此人必需要用最大的力推箱子,這樣做功才是最少。你認(rèn)為他的想法是否正確?(設(shè)此人的推力始終與水平面和斜面平行)。
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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年浙江省杭州蕭山三校高三上學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷 題型:計(jì)算題
某人欲將質(zhì)量m=2.0×102kg的貨箱推上高h=1.0m的卡車,他使用的是一個(gè)長(zhǎng)L=5.0m的斜面(斜面與水平面平滑連接),如圖所示。假設(shè)貨箱與水平面和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.10,此人沿平行于地面和斜面對(duì)貨箱所能施加的最大推力均為Fm=4.0×102N。(g=10m/s2)。
(1)從斜面底端用平行于斜面的力把貨箱勻速推上卡車,需多大的推力?
(2)若在推貨箱時(shí)此人用了最大的推力,且在水平面和斜面上時(shí),人對(duì)貨箱所施加的推力Fm分別平行與水平面和斜面,那么,為把靜止在水平地面上的貨箱推到斜面頂端的卡車上,需從距A點(diǎn)至少多遠(yuǎn)的地方推動(dòng)貨箱?
(3)有同學(xué)認(rèn)為,為將貨箱推上卡車,此人必需要用最大的力推箱子,這樣做功才是最少。你認(rèn)為他的想法是否正確?(設(shè)此人的推力始終與水平面和斜面平行)。
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