Question

物理解答题

质量m=3kg的物体，受到与斜面平行向下的拉力F=10N，沿固定斜面下滑距离l=2m。斜面倾角θ=30°，物体与斜面间的动摩擦因数μ=3分之根号3，求各力对物体所做的功，以及力对物体所做的总功。

Answer 1

重力分解为沿斜面向下的力F1和垂直斜面的力F2，因为F2的方向与运动方向始终垂直，所以F2不运功。
F1＝mgsin30＝15N（方向沿斜面向下）
物体受到的摩擦力：
f＝umgcos30＝15N（方向沿斜面向上）
所以重力做的功：
W1＝F1L＝30J
摩擦力做的功：
W2＝fL＝－30J
外力做的功：
W3＝FL＝20J
因此力做的总功：
W＝W1＋W2＋W3＝20J。

Answer 2

物体受到四个力，拉力、重力、弹力、摩擦力。
WF=10*2=20焦，WG=mglsin30=3*10*2*1/2=30焦，WN=0，Wf=-umgLcos30=-30焦，W总=20焦

Answer 3

提示 物体所受的各个力均为恒力，可用功的公式进行计算。
解析 如图1所示，物体受到重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力的作用，做单向直线运动，其位移的大小与移动的距离相等。所以，重力所做的功为
WG=mglcosα=mglcos(90°－θ) =3×10×2×cos60°J=30J,
拉力所做的功 WF=Fl=10×2J=20J。
支持力与物体运动方向垂直，它所做的功
WN=0。
滑动摩擦力的方向与位移方向相反，做功为
Wf=-(μmgcosθ)l=-3分之根号3×3×10×2×2分之根号3=-30J
总功 W= WG +WF+WN+Wf=30J+20J+(－30)J=20J。