一道有难度的物理题…

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/12 04:05:54
水平面上质量为m的物体在一个水平拉力的作用下由静止开始移动一段距离后到达一个斜面的低段,这时除去水平拉力,物体冲上斜面,上滑的最大距离和物体在水平地面上移动的距离相等,然后物体又延斜面下滑,恰好停在水平面的出发点,已知物体与斜面及水平面动摩擦处处相等…求物体开始受到的水平拉力多大
是动摩擦因数

F=4*m*g*μ/(1+μ^2)
或者:F=2*m*g*sinθ
利用能量守恒:
对整个过程分析,重力开始做负功后来做正功,大小相等,抵消了。
拉力做正功,摩擦力做负功。设水平路程是s
则:F*s=2*m*g*μ*s+2*m*g*μ*cosθ*s
对后半个过程分析,由重力做正功,摩擦力做负功。重力势能是m*g*h,这里的h=s*sinθ
所以:m*g*s*sinθ=m*g*μ*s+m*g*μ*s*cosθ
两式联立可以消除θ或者μ,便可以得到上面的结果。根据我的理解,题意中应该给定摩擦因数!

一定要有倾斜角θ

设拉力F,摩擦系数μ,
第一段:a1=(F-μmg)/m,v1^2=2*a1*s1

第二段:a2=(-μmgcosθ-mgsinθ)/m,-v1^2=2*a2*s1

第三段:a3=(mgsinθ-μmgcosθ)/m,v2^2=2*a3*s1

第四段:a4=-μg,-v2^2=2*a4*s1

所以有:

sinθ=μ(1+cosθ)
F=2mgsinθ
μ=(1-cosθ)/sinθ

1、根据能量守恒定律,可得式(1)
FS=(f*S+f'*S)*2-----------(1)
F:水平拉力;
S:水平受力状态下的位移;
f:水平阻力;
f':斜面阻力。
2、由(1)可得(2)
F=(f+f')*2---------------(2)
3、假设斜面的倾斜角度为α,代入(2),可得(3)
f'=umgcosα-------------------(3)
4;将(3)代入(2)中,且f=umg,可得出结论(4)如下:
F=2*umg*(1+cosα)----------(4)
5、验证
假设u=0.2,m=1kg,g=10N/kg;α=30°,代入(4),即可得
F=7