如图所示,用恒力F拉一个质量为m 的物体,由静止开始在水平地面沿直线运动的位移为s,力F与物体运动方向的夹角为α,已知物体与地面的动摩擦因数为μ,当地的重力加速度为g.试求:
(1)拉力F对物体所做的功W
(2)地面对物体摩擦力f的大小
(3)物体获得的动能Ek.
(1)根据功的公式,拉力F 对物体所做的功为:
WF=Fs cosα------①
(2)对物体进行受力分析,并对拉力F进行分解如右图所示:
根据物体在竖直方向的平衡条件可知:
F2+FN=G---------------②
F2=Fsinα----------③
由②③得:FN=mg-Fsinα
再根据滑动摩擦力公式f=μFN
解得:f=μ(mg-Fsinα)-------④
(3)根据动能定理W总=EK2-EK1得:
WF-fs=EK2-0---------⑤
由①④⑤解得:物体的末动能EK2=Fs cosα-μ(mg-Fsinα)s
答:(1)拉力F对物体所做的功为 Fs cosα
(2)地面对物体摩擦力f的大小为f=μ(mg-Fsinα)
(3)物体获得的动能为Fs cosα-μ(mg-Fsinα)s
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