问题
问答题
如图所示,在水平地面上有一质量为m的物体,在斜向上与水平方向成θ角的拉力F的作用下,物体由静止开始沿水平面做匀加速直线运动,在时间t内物体通过的位移为s,求:
(1)拉力F在时间t内所做的功;
(2)在t秒末拉力F做功的瞬时功率;
(3)物体与水平面之间的动摩擦因数为μ.

答案
(1)根据功的定义式可知
拉力F在时间t内所做的功为W=Fscosθ
(2)设在t秒末物体的速度为v,由于物体做初速度为0的匀加速直线运动,平均速度
=. v
=v0+v 2 v 2
则有s=
t ①v 2
设在t秒末拉力F做功的瞬时功率为P,则有P=Fvcosθ ②
由①②两式得:P=2Fscosθ t
(3)设物体运动的加速度a,对物体进行受力分析如图所示
,
根据题意有:
s=
at2 ③1 2
f=μN ④
N+Fsinθ=mg ⑤
Fcosθ-f=ma ⑥
由③④⑤⑥可解得:μ=Ft2cosθ-2ms (mg-Fsinθ)t2
答:(1)拉力F在t时间内做功W=Fscosθ
(2)在t秒末拉力做功的瞬时功率为P=2Fscosθ t
(3)物体与水平面间的动摩擦因数为μ=Ft2cosθ-2ms (mg-Fsinθ)t2