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題目:
一物體在水平面上做勻速直線運動,其質(zhì)量為2kg,受到的滑動摩擦力為物體重力的0.2倍。現(xiàn)給物體施加一個與水平方向成30度角的拉力F,使物體加速運動。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.25,求拉力F的大小。
這個問題的關(guān)鍵在于理解物體在水平面上的運動狀態(tài),以及如何應用牛頓運動定律來求解。
解答:
根據(jù)題意,物體在水平面上做勻速直線運動,所以其受力平衡。在垂直方向上,物體受到重力G和地面的支持力N;在水平方向上,物體受到滑動摩擦力f和拉力F。
由于物體做加速運動,所以有合力不為零。根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度為:
a = (F - 0.2G - 0.25N) / m
其中G是物體的重力,N是物體與水平面間的摩擦力,m是物體的質(zhì)量。
由于物體做勻加速直線運動,所以物體的速度v和時間t滿足速度公式:
v = at
其中v是物體的速度,t是時間。
將上述兩個公式聯(lián)立起來,可以得到一個關(guān)于拉力F的方程。通過求解這個方程,可以得到拉力F的大小。
請注意,這是一個簡化的模型,實際情況可能會更復雜。例如,如果物體在運動過程中受到其他力的作用,或者物體與地面之間的摩擦力不是恒定的等等。這些問題可能需要更深入的分析和求解。