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=______.

答案

令斜面的夹角为θ,则根据数学关系斜面AB的长度L=

h
sinθ
,AB间水平距离S1=
hcosθ
sinθ
,物体在水平面上滑行的距离S2=S-S1

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:

h
s
,2mgh

单项选择题
单项选择题