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題目:
【例題】(高三物理三模)一個質量為m的物體,在平行于斜面向上的恒力F的作用下,從斜面底端A點靜止開始運動,到達斜面頂端B點時,物體恰好沿斜面勻速運動。已知斜面的傾角為θ,斜面與物體間的動摩擦因數為μ,求:
(1)物體到達斜面頂端B點時,沿斜面運動的加速度大小;
(2)物體從A到B的過程中,拉力F做的功。
【分析】
(1)物體沿斜面勻速運動時,受力平衡,根據牛頓第二定律求解加速度大小。
(2)根據動能定理求解拉力F做的功。
【解答】
(1)物體沿斜面勻速運動時,受力平衡,根據牛頓第二定律得:
$F - mg\sin\theta - \mu mg\cos\theta = ma$
解得:$a = \frac{F - mg\sin\theta - \mu mg\cos\theta}{m}$
(2)對物體從A到B的過程,根據動能定理得:
$W_{F} - mgh\sin\theta - \mu mgh\cos\theta = 0$
解得:$W_{F} = \frac{mgh}{cos\theta + \mu sin\theta}$
【說明】本題考查了牛頓第二定律和動能定理的應用,注意物體在斜面上勻速運動時受力平衡。解題的關鍵是正確受力分析,明確各力做功情況。
這道例題是關于高中物理的力學和運動學問題,通過分析物體的受力情況和運動狀態,利用牛頓第二定律和動能定理求解拉力F做的功和物體到達斜面頂端B點時沿斜面運動的加速度大小。這道例題具有一定的代表性,可以幫助高三學生更好地理解和掌握高中物理知識。