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有一个倾角为37°的固定斜面,斜面长l=3.2m,现将一个质量m=1.0kg的物体放在斜面顶端,对物体施加一个沿斜面向上的恒力F作用F=2.4N.物体从静止开始沿斜面匀加速下滑,经过时间2s,物体恰好滑至斜面底端.
(1)求物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)若对物体施加一水平向右的恒力F′,可使物体自斜面底端从静止开始仍经2s匀加速上升回到斜面顶端,问应加多大的水平恒力F′?
(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
分析:(1)物体加速下降,根据运动学公式求解加速度,然后受力分析后根据牛顿第二定律列式取决动摩擦因数;
(2)对滑块受力分析,受重力、推力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解.
解答:解:(1)加速下降过程中,依牛顿第二定律,有:
mgsin37°-F-μmgcos37°=ma   ①
物体匀加速下降,根据位移时间关系公式,有:
l=
1
2
at2
                      ②
由①②解出:μ=0.25            ③
(2)物体加速上升过程中l,t未变,故a不变,
F′cos37°-mgsin37°-μ(F′sin37°+mgcos37°)=ma   ④
解出F′=14.8N               
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数为0.25;
(2)应加多大的水平恒力F′为14.8N.
点评:本题是已知运动情况确定受力情况的问题,求解出加速度是关键,不难.
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精英家教网水平直轨道上运动的火车车厢内有一个倾角为37°的光滑斜面,斜面上有一个质量为m=0.5kg的小球,用轻绳系于斜面的顶端,如图所示.若火车以加速度a=15m/s2向右加速运动,求绳子的拉力大小和斜面对小球支持力的大小.(g=
10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).

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   (1)火车以加速度a=8 m/s2向右加速运动;

   (2)火车以加速度a=15m/s2向右加速运动;

 

 

 

 

 

 

 

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   (1)火车以加速度a=8 m/s2向右加速运动;

   (2)火车以加速度a=15m/s2向右加速运动;

 

 

 

 

 

 

 

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