问题 问答题

装有装饰材料的木箱A质量为50kg,放在水平地面上,要将它运送到90m远处的施工现场.如果用450N的水平恒力使A从静止开始运动,经过6s钟可到达施工现场.

(1)求木箱与地面间的动摩擦因数.

(2)若用大小为450N,方向与水平方向夹角为α(cosα=0.8)斜向上的拉力拉木箱A从静止开始运动,使木箱A能够到达90m远处的施工现场,拉力至少做多少功?(运动过程中动摩擦因数处处相同,取g=10m/s2,结果保留2位有效数字).

答案

(1)将重物看作是质量为m的质点,设:拉力为F,阻力为f,时间为t,位移为s,加速度为a,动摩擦因数为μ.

第一个运动过程中,由 s=

1
2
at2得 a=
2s
t2
=
2×90
62
=5m/s2

由牛顿第二定律得:F-f=ma,f=μN,N=mg,

即得 F-μmg=ma

代入数据,解是:μ=0.4 

(2)第二个过程中,有:

  Fcosα-f′=ma1

  Fsinα+N'-mg=0

  f′=μN′

则得:a1=5.36m/s2.撤去恒力后加速度大小为

   a2=

μmg
m
=μg=4m/s2

使重物能够到达90m远,即:撤去拉力后重物滑行至90m远,此时刚好速度为零.

由:s1+s2=s

即得

v2
2a1
+
v2
2a2
=s

拉力做功为W=Fs1cosα=F

v2
2a1
cosα

联立以上三式得W=13252J

答:

(1)木箱与地面间的动摩擦因数是0.4.

(2)拉力至少做13252J功.

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