一质量为m=5kg的物体,以Vo=4m/s的初速度沿水平桌面数那个滑过x=0.7m的路程后落到地面,已知桌面高h=0.8m,着地点距桌沿的水平距离X1=1.2m,求物体与桌面间的摩擦系数是多少 (g=10m/s^2)

问题描述:

一质量为m=5kg的物体,以Vo=4m/s的初速度沿水平桌面数那个滑过x=0.7m的路程后落到地面,已知桌面高h=0.8m,着地点距桌沿的水平距离X1=1.2m,求物体与桌面间的摩擦系数是多少 (g=10m/s^2)

平抛运动和动能定理。
首先,知道桌子高度h,可求得物体下落时间t,由h=g*t^2* 1/2得,t = 根号(2*h/g)= 0.4 s;抛出时水平方向上是匀速,水平距离S=1.2m,由s=vt得,抛出时的水平速度V1= s/t = 1.2 / 0.4 = 3m/s;
物体在桌面上的初速度是4m/s,离开桌面时变成3m/s,由动能定理可得:-umg * x = m*V1^2/2 —m*Vo^2 /2 ;约掉m,可求得u= 0.5.

设物体与桌面的摩擦系数为μ,滑落桌子前得速速为v1
则在桌子上滑落的过程有,由动能定理有
-μmgx=1/2mv1²-1/2mv0² ①
下落过程竖直方向有
h=1/2gt² ②
水平方向有
x1=v1t ③
由②解得t=0.4s
带入③解得v1=3m/s 带入①即可解得μ=0.5
∴物体与桌面的摩擦系数为0.5

t^2=2h/g=0.8*2/10=0.16
t=0.4s
V1=X1/t=1.2/0.4=3m/s 1/2m*Vo^2=40J 1/2m*V1^2=22.5J
W=40-22.5=17.5J Fn*X=17.5 m*g*f*X=17.5 f=17.5/(10*5*0.7)=0.5

这是一道运动学基本题。考了两个知识点:平抛运动和动能定理。
首先,知道桌子高度h,可求得物体下落时间t,由h=g*t^2* 1/2得,t = 根号(2*h/g)= 0.4 s;抛出时水平方向上是匀速,水平距离S=1.2m,由s=vt得,抛出时的水平速度V1= s/t = 1.2 / 0.4 = 3m/s;
物体在桌面上的初速度是4m/s,离开桌面时变成3m/s,由动能定理可得:-umg * x = m*V1^2/2 —m*Vo^2 /2 ;约掉m,可求得u= 0.5.

设离开桌面时速度为v1,则有:
摩擦力做功等于初始动能与离开桌面时动能之差:m g μ x = 1/2 m v0^2 - 1/2 m v1^2
从桌面*落到地面的时间为t=*√(2 h/g) ,故水平移动距离为:v1*√(2 h/g) = x1
代入解得:μ=(2 h v0^2 - g x1^2)/(4 g h x)=0.5