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(1)若斜面是光滑的,那么物體所受的力有哪幾種?請(qǐng)分析這些力的方向。
(2)若斜面不光滑,那么物體所受的力與(1)中的力有什么不同?請(qǐng)分析這些力的方向。
(3)物體向上運(yùn)動(dòng)的最大距離L時(shí),求物體所受的摩擦力對(duì)物體做功的大小。
答案:
(1)物體在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)只受重力、支持力和拉力F三個(gè)力的作用。重力豎直向下,支持力垂直于斜面向上,拉力F沿斜面向上。
(2)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,除了受重力、支持力和拉力F三個(gè)力的作用外,還受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力作用。滑動(dòng)摩擦力垂直于斜面向下。
(3)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為:f = μmgcosθ沿斜面下滑的分力大小為:F1 = mgcosθ物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度為:a = F - F1 - mgsinθ = (F - μmgcosθ - mgsinθ)m物體向上運(yùn)動(dòng)的最大距離L時(shí),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:L = (F - μmgcosθ - mgsinθ)m/2a解得:Wf = -μmgLcosθ
這道例題涵蓋了重力、支持力、拉力、摩擦力等基本物理概念和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,可以幫助高三學(xué)生加深對(duì)物理知識(shí)的理解。