问题
计算题
如图甲所示,质量为m=1 kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,当作用时间为t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙,求:
(1)斜面与物体间的动摩擦因数;
(2)拉力F的平均功率。
答案
解:(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律有:
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
减去力F后,设物体的加速度为a2,由牛顿第二定律有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma2
根据图象可知:a1=20 m/s2,a2=-10 m/s2
解得:F=30 N,μ=0.5
(2)由图象可知:t1=1 s时物体的速度v1=20 m/s
拉力F的平均功率为P= Fv1/2
解得:P=300 W