- 2021高三物理质检福建
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相关例题:
题目:
一个质量为m的物体,在平行于斜面向上的恒力F的作用下,从斜面底端匀速运动到斜面中点处,已知斜面是动摩擦因数为μ的粗糙斜面,求拉力F的大小。
答案:
拉力F的大小为$F = frac{mgsintheta + mu mgcostheta}{2}$。
解释:
物体在拉力F的作用下沿斜面向上运动,受到重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用。根据牛顿第二定律,这些力的合力提供物体运动的加速度。
首先,重力沿斜面向下的分力为$mgsintheta$,支持力垂直于斜面向上,大小为$mgcostheta$。由于物体在斜面上做匀速运动,所以摩擦力沿斜面向下,大小为$mu mgcostheta$。
拉力F的作用效果可以分解为两个分力:一个垂直于斜面向上的分力,大小为$F_{y} = frac{mgcostheta}{2}$;另一个沿斜面向上的分力,大小为$F_{x} = F - F_{y} = frac{mgsintheta + mu mgcostheta}{2}$。由于物体在沿斜面向上的方向上做匀速运动,所以拉力F的大小为$F = frac{mgsintheta + mu mgcostheta}{2}$。
这个题目考察了牛顿第二定律和力的合成知识,需要理解物体的受力情况和运动状态,才能正确求解拉力的大小。
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