如图所示,ABCD为一倾角θ=30°的粗糙斜面,其中AD边与BC边平行,斜面上有一重G=10N的滑块,当对物体
μ=(根号6)/ 3 ,G=10牛,θ=30度
物体做匀速直线运动,说明它的合力为0。
物体受到重力G(竖直向下),支持力N(垂直斜面向上),水平拉力F(平行于AD边),滑动摩擦力 f (方向是大致从C指向A的方向,待计算后才能最后确定)。
将重力G正交分解在平行斜面和垂直斜面方向上,则垂直斜面方向的分量是 G1=G*cosθ,
在平行斜面(且平行AB边)向下的分量是 G2=G*sinθ .
在垂直斜面方向有 N=G*cosθ
在平行斜面方向有:F与G2垂直,F与G2的合力方向必与滑动摩擦力 f 的方向相反!
且 f =根号(F^2+G2^2)
f =μ*N
所以 μ*G*cosθ=根号 [ F^2+( G*sinθ)^2 ]
得 F=根号 [ μ*G*cosθ)^2-( G*sinθ)^2 ]=G*根号 [ (μ*cosθ)^2-( sinθ)^2 ]
即 F=10*根号《{[ ( 根号6) / 3] *cos30度}^2-( sin30度)^2 》
=10*根号《{[ ( 根号6) / 3] *[ ( 根号3) / 2 ] }^2-0.5^2 》
=5牛
在匀速直线运动中,速度方向与物体受到的滑动摩擦力方向是相反的,所以物体的运动方向大致是由A指向C的方向。
物体运动方向与力F方向间的夹角就是F和 f 的反方向之间的夹角。
所以 tanα=G2 / F=G*sinθ / { G*根号 [ μ*cosθ)^2-( sinθ)^2 ] }
得 tanα=sinθ / { 根号 [ μ*cosθ)^2-( sinθ)^2 ] }
即 tanα=sin30度 / 根号《{[ ( 根号6) / 3] *cos30度}^2-( sin30度)^2 》
=0.5 / 根号《{[ ( 根号6) / 3] *[ ( 根号3) / 2 ] }^2-0.5^2 》
=1
得 α=45度
分析物体的受力情况,物体在斜面上受到三个力的作用:水平向右的拉力F,沿斜面向下的重力的分力mgsinθ,以及摩擦力f。
由于物体做匀速直线运动,说明这三个力合力为0。即mgsinθ与F的合力,跟f大小相等方面相反。
又因为重力的分力mgsinθ和F垂直。根据平行四边行定则,这三个力构成一直角三角形。(两直角边分别是F和mgsinθ,斜边是这两个力的合力(F合),其大小等小f)
这个合力(F合)的方向即为物体运动方向(因为F和mgsinθ的合力与f的大小相等,方向相反,而滑动摩擦力f的方向又与物体相对运动方向相反)。
于是设合力F合方向与水平方面夹角为α,则有 mgsinθ=F合sinα F=F合cosα
又F合=f=μN=μmgcosθ,则上式可写成
mgsinθ=μmgcosθsinα F=μmgcosθcosα
在μ已知情况下,由第一个式子解出α,再代入第二个式子解出F。
答:μ=(根号6)/ 3 ,G=10牛,θ=30度 物体做匀速直线运动,说明它的合力为0。物体受到重力G(竖直向下),支持力N(垂直斜面向上),水平拉力F(平行于AD边),滑动摩擦力 f (方向是大致从C指向A的方向,待计算后才能最后确定)。将重力G正交分解在平行斜面和垂直斜面方向上,则垂直斜面方向...
答:又因为重力的分力mgsinθ和F垂直。根据平行四边行定则,这三个力构成一直角三角形。(两直角边分别是F和mgsinθ,斜边是这两个力的合力(F合),其大小等小f)这个合力(F合)的方向即为物体运动方向(因为F和mgsinθ的合力与f的大小相等,方向相反,而滑动摩擦力f的方向又与物体相对运动方向相反)...
答:解:①将物体的重力分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向的分力,在垂直于斜面的方向上,物体受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡.则支持力FN=mgcosθ=10×32=53N,所以物体受到的摩擦力f=μFN=63×53=52N;②物体在平行斜面的方向上,除了受摩擦力f和F作用外,沿斜面向下还受重力的一个分力...
答:又由斜面夹角为30度可得滑块受沿斜面向下的重力分力为5N,垂直于斜面重力分力5√3,在平行于AB方向上,摩擦力沿斜面向下的分力等于重力的分力,方向与之相反。摩擦系数大小为摩擦力除以正压力,值为1/√3N F大小等于摩擦力平行于AD方向的分力,等于正压力乘以摩擦系数,值为5N 至于滑块运动方向与F的夹...
答:(1)如图示,线框abcd由静止沿斜面向上运动,到ab与ef重合过程中,线框受恒力作用,线框和重物以共同的加速度做匀加速运动,设为a1,由牛顿第二定律得,对M:Mg-T=Ma1,对m:T-mgsinθ=ma1,[或用整体法对系统直接列方程:Mg-mgsinθ=(M+m)a1]代入数据解得:a1=5m/s2,设ab恰好要...
答:(1)如图示,线框abcd由静止沿斜面向上运动,到ab与ef重合过程中,线框受恒力作用,线框和重物以共同的加速度做匀加速运动,设为a1,由牛顿第二定律得:对M:Mg-T=Ma1,对m:T-mgsinθ=ma1,(或用整体法对系统直接列方程:Mg-mgsinθ=(M+m)a1)代入数据解得:a1=5m/s2,设ab恰好要...
答:0.6)=6m/s;(3)运行的时间为:该过程的时间为:t1=v0?0a1=65=1.2s,ab边刚进入磁场时:Mg-T=Ma2T-mgsinθ-FA=ma2 又 FA=BIl1,I=ER E=Bl1v0联立求解得:a2=MgR?mgRsinθ?B2l21v0(M+m)R=20×0.1?5×0.1?0.52×1×63×0.1=0故线框进入磁场后,做匀速直线...
答:由题意知物块受重力、支持力、水平推力和摩擦力共四个力作用.如图甲所示,将重力沿斜面和垂直斜面进行正交分解,在垂直斜面方向受力如图乙所示.由力的平衡条件可得F f =mg sinα sinβ ,又F f =μF N ,F N =mgcosα,联立以上有μ= 2 3 .故选:A.
答:(1) (2)18J (1)解法一:如图所示,线框abcd由静止沿斜面向上运动,到ab与ef线重合过程中,线框受恒力作用,线框和重物以共同的加速度做匀加速运动,设为a 1 ,则:对M: 对m: (或对系统直接列出: 亦可)联立得:①、② m/s 2 设ab恰好要进入磁场时的速度为 ...
答:v 1 =4m/s.⑨设线框完全进入磁场时的速度为v 2 ,下滑高度为H,重物上升的高度为 h,则:MgH-mgh= 1 2 (m+M) v 1 2 - 1 2 (m+M) v 2 2 ⑩得 v 2 =2 3 m/s .从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中,下滑的高度为...