力学。。斜面。。最值

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/17 14:13:02
重量为G的物体放在倾角为(ci ta 打不出来)的斜面上,物体与斜面间的摩擦系数为u,先用力拉物体匀速上升,则F与斜面的夹角a为多大时最省力
有两种方法,一种传统的超麻烦
另外一种半分钟答案就出来了

所谓的超麻烦的传统方法,就是做力学分析。此方法其实也不是特别麻烦。有一个比较长的算式而已了。你要不喜欢,就下一个方法。你看我写的复杂,实际上只是一瞬间的思维而已啦,我有些怕说不清楚的说。

物体在力的作用下上升,这个是要做功的。功的来源完全由 F 提供,所以功率越小,F 越小。

根据能量守恒定律,做功会造成物体某种能量上升。由于物体是匀速的,所以动能不变,那么,有可能因为摩擦而生热(转化成热能),或者是重力势能。

由于重力势能的增加是克服重力做功得来的,物体重力不变,所以其功率只取决于上升速度。此题物体匀速上升,意思是物体处于力平衡状态,速度是多少,随便,不影响答案。

那么,显而易见,摩擦越小,生热越少,功率越低。摩擦最小的方法,就是 F 在垂直斜面的方向与 G 再次方向上相抵消。但由于这样斜面就不与物体作用了,所以力平衡只由 F 和 G 完成。

F 和 G 大小相等,方向相反。斜面与 F 的夹角是 90度 - si ta

所为的最省力,就是让F的垂直斜面的分力与重力在该方向的相等(即无摩擦力),有 Fsina=mgcos@,Fcosa=mgsin@ 做除法 即tan a=cot @
a=90度-@ .