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好的,我可以為您提供一個簡單的例題,這是高三物理中的一個過濾題。
題目:一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N的水平外力作用,沿著與水平方向成30度角的方向運動了10m。求:
1.物體的加速度大小;
2.物體受到的阻力大小;
3.物體與地面間的動摩擦因數。
解答:
1. 根據牛頓第二定律,物體受到的合力為:
F = F_{外} - f_{摩} = ma
其中,F_{外} = 20N,a = 物體運動的加速度,f_{摩} = 物體受到的摩擦力。
由于物體沿著與水平方向成30度角的方向運動了10m,所以物體受到的摩擦力為:
f_{摩} = F_{外} × cos30^{\circ} = 20 × cos30^{\circ} = 17.65N
根據牛頓第二定律,物體的加速度為:
a = \frac{F_{外} - f_{摩}}{m} = \frac{20 - 17.65}{5} = 0.4m/s^{2}
2. 由于物體做勻加速直線運動,所以物體的平均速度為:
v = \frac{x}{t} = \frac{10}{2} = 5m/s
根據平均速度的定義,物體的平均速度等于初末速度之和的一半,所以物體的初速度為:
v_{初} = v - a \cdot t = 5 - 0.4 \times 2 = 4.8m/s
物體受到的阻力為:
f_{阻} = \frac{v_{初}^{2}}{2\mu g} = \frac{4.8^{2}}{2 \times 0.1 \times 10} = 9.6N
3. 根據動摩擦因數的定義,物體與地面間的動摩擦因數為:
\mu = \frac{f_{阻}}{F_{外}} × 100\% = \frac{9.6}{20} × 100\% = 48\%