问题
计算题
(8分)如图所示,水平地面上放置一个质量为m的物体,在与水平方向成θ角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面运动。物体与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)若物体在拉力F的作用下能始终沿水平面向右运动,拉力F的大小范围;
(2)已知m=10 kg、μ=0.5,g=10 m/s2,若物体以恒定加速度a=5 m/s2向右做匀加速直线运动,维持这一加速度的拉力F的最小值。
答案
(1)(2)
题目分析:(1)要使物体运动时不离开水平面,应有:Fsinθ≤mg ①(2分)
要使物体能向右运动,应有:Fcosθ≥m(mg-Fsinθ) ②(1分)
联立①②式得: (1分)
(2)根据牛顿第二定律得:Fcosθ-m(mg-Fsinθ)=ma ③(2分)
解得: (2分)
上式变形,其中
④(2分)
当sin(θ+a)=1时F有最小值
解得:
代入相关数值解得: N (1分)