如图所示,在水平面上有一质量为m的物体,在水平拉力作用下由静止开始运动一段距离后到达一斜面底端,这时撤去外力,物体冲上斜面,上滑的最大距离和在平面上移动的距离相等,然后物体又沿斜面下滑,恰好停在平面上的出发点.已知斜面倾角θ=30°,斜面与平面上的动摩擦因数相同,求物体开始受到的水平拉力F.
问题描述:
如图所示,在水平面上有一质量为m的物体,在水平拉力作用下由静止开始运动一段距离后到达一斜面底端,这时撤去外力,物体冲上斜面,上滑的最大距离和在平面上移动的距离相等,然后物体又沿斜面下滑,恰好停在平面上的出发点.已知斜面倾角θ=30°,斜面与平面上的动摩擦因数相同,求物体开始受到的水平拉力F.
答
对于物体从开始运动到返回的整个过程,根据动能定理,有
F•L-2μmg•L-2μmgcos30°•L=0
对从最高点到返回出发点过程,有:
mgxsin30°-μmgcos30°x-μmgx=0
解得:μ=2-
3
F=2μmg(1+cos30°)=mg
答:开始受到的水平拉力F为mg
答案解析:对物体从开始运动到返回的整个过程运用动能定理列式求解即可;
考试点:动能定理
知识点:本题关键是根据动能定理对整个运动过程列式求解出拉力F的表达式