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題目:
一質量為2kg的物體放在水平地面上,物體與地面間的摩擦因數為0.2,受到一個與水平方向成30度角斜向上方的拉力F的作用后,物體從靜止開始運動。已知F的大小為10N,物體在5s內的位移為25m,求力F做的功和物體克服摩擦力做的功。
解析:
首先,我們需要根據題意建立物體的運動模型,并利用牛頓運動定律求解。
物體受到的力有:拉力F、重力G和地面的摩擦力f。其中,拉力F可以分解為水平分力和豎直分力,水平分力用于克服地面的摩擦力。
物體受到的合力為:F合 = Fcos30° - u(mg-Fsin30°)
根據運動學公式,可得到物體的加速度:a = (Fcos30°-u(mg-Fsin30°))/m
物體的位移為:s = (1/2)at2
將上述公式帶入題目中的數據,可得到:t = 5s,a = 2m/s2,s = 25m
接下來,我們可以利用這些數據求解拉力F做的功和物體克服摩擦力做的功。
拉力F做的功為:W1 = Fscos90° = 0J
物體克服摩擦力做的功為:W2 = u(mgs-Fssin30°) = 40J
因此,拉力F做的功為0J,物體克服摩擦力做的功為40J。
答案:
拉力F做的功為0J;物體克服摩擦力做的功為40J。