问题标题:
【固定的倾角为37°的光滑斜面,长度为L=1m,斜面顶端放置可视为质点的小物体,质量为0.5kg,如图所示,当水平恒力较小时,物体可以沿斜面下滑,到达斜面底端时撤去水平恒力,物体在水平】
问题描述:
固定的倾角为37°的光滑斜面,长度为L=1m,斜面顶端放置可视为质点的小物体,质量为0.5kg,如图所示,当水平恒力较小时,物体可以沿斜面下滑,到达斜面底端时撤去水平恒力,物体在水平地面上滑行的距离为s,忽略物体转弯时的能量损失,研究发现s与F之间的关系如图所示,已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
求:(1)物体与地面间的动摩擦因数;
(2)当F=3N时,物体运动的总时间(结果可以用根式表示)
晋磊回答:
(1)设物体的质量为m,与地面间的动摩擦因数为μ,
则地面对物体的摩擦力:f=μmg
当F取F1=0N时,物体在水平地面上的位移为:s1=6m
斜面是光滑的,则下滑过程增加的动能:Ek=mgLsin37°
水平方向上,摩擦力做功大小:W=fs1=Ek
联立以上三式代入数据得:μ=0.1
(2)当F=3N时,设物体下滑的加速度为a,在斜面上运动时间为t,则由牛顿第二定律得:
mgLsin37°-Fcos37°=ma
由位移时间公式得:L=12at
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