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題目:
【高考模擬物理】一個質量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F作用下,從斜面底端A點靜止開始運動,到達斜面頂端B點時,物體恰好沿斜面向上做勻速直線運動,已知斜面與物體間的動摩擦因數為μ,斜面的傾角為θ,求:
(1)物體到達斜面頂端B點時速度的大小;
(2)物體從A到B的過程中,拉力F做的功。
解析:
(1)物體從A到B的過程中,受重力、支持力、拉力和滑動摩擦力。由于物體做勻速直線運動,所以拉力F等于滑動摩擦力,即F = μmgcosθ。根據動能定理可得:
F - μmgcosθ - mgsinθ = 0
解得:v = sqrt(2(F - mgsinθ)/m) = sqrt(2μgcosθ)
(2)物體從A到B的過程中,拉力做的功等于動能的變化量,即W = 1/2mv2 = 1/2μmgcosθ。
答案:(1)物體到達斜面頂端B點時速度的大小為sqrt(2μgcosθ)。(2)物體從A到B的過程中,拉力F做的功為1/2μmgcosθ。
這道題目考察了學生對動能定理和功的計算的理解和應用,需要學生能夠根據題目中的條件,選擇合適的公式進行計算。同時,題目中也涉及到了一些物理量的單位和符號,需要學生注意。