问题
填空题
一质量为m的物体从高为h的斜面顶端A点自静止开始下滑,最后停在平面上的C点,A点离地面的高度为h,AC的水平距离为s,如图.已知物体与斜面、水平面之间的动摩擦因数相等,则该动摩擦因数μ=______.若用始终和接触面平行的力将物体从C点再拉回到A点,则拉力至少需要做的功W=______.
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答案
令斜面的夹角为θ,则根据数学关系斜面AB的长度L=
,AB间水平距离S1=h sinθ
,物体在水平面上滑行的距离S2=S-S1hcosθ sinθ
从A到C的过程中只有重力和摩擦力做功,根据动能定理有:
mgh+[(-μmgcosθL)+(-μmg)S2]=0-0
代入L和S2可得:μ=h S
因为平行于接触面的作用力不改变摩擦力的大小,所以从B到A的过程中摩擦力做功Wf=-mgh,重力做功WG=-mgh,根据动能定理有:
WF+WG+Wf=Ek-0
所以WF=EK-WG-Wf即WF=2mgh+Ek所以当Ek=0时力F做功最少为:WF=2mgh
故答案为:
,2mghh s