Question

【題目】如圖所示，用水平拉力F，使質(zhì)量m=5.0kg的物體以v0=1.2m/s的速度沿水平地面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40，空氣阻力可忽略不計(jì)，取重力加速度g=10m/s2。

(1)求水平拉力F的大�。�

(2)若從某時(shí)刻起，保持拉力F的大小不變，改為與水平成θ=37角斜向上拉此物體，使物體沿水平地面向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知sin37=0.6，cos37=0.8。求：

①物體對(duì)地面的壓力大�。�

②物體運(yùn)動(dòng)過程中所受滑動(dòng)摩擦力的大�。�

③改變拉力方向后5.0s時(shí)物體的速度大��；

④改變拉力方向后5.0s時(shí)拉力F的功率；

⑤改變拉力方向后5.0s內(nèi)拉力F所做的功W；

⑥改變拉力方向后5.0s內(nèi)物體動(dòng)能增量的大小ΔEk，并說明W與ΔEk不相等的原因；

(3)如保持拉力F的方向與水平成θ=37角斜向上不變，要使物體能沿水平地面加速運(yùn)動(dòng)，則拉力F的大小應(yīng)滿足什么條件。

Answer 1

【答案】(1)20N；(2)①38N；②15.2N；③2.0m/s；④32W；⑤128J；⑥6.4J，因有摩擦力做負(fù)功(3)19.2N<F<83.3N

【解析】

(1)由于物體勻速運(yùn)動(dòng)，因此

代入數(shù)據(jù)，解得

(2)①在豎直方向上物體受力平衡，則

解得

根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)地面的壓力

②滑動(dòng)摩擦力大小

③水平方向上物體做勻加速運(yùn)動(dòng)

又由于

代入數(shù)據(jù)，整理得

④拉力F的功率

⑤5s內(nèi)物體的位移

拉力F所做的功

⑥動(dòng)能的增量

W與ΔEk不相等的原因是由于摩擦力做負(fù)功。

(3)F取最大值時(shí)，物體恰好離開地面，此時(shí)

解得

F取最小值時(shí)，恰好能勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)

解得

要使物體能沿水平地面加速運(yùn)動(dòng)

19.2N<F<83.3N