Question

一个物体质量为2kg,受到一个斜向上与水平面成37°角,大小为20N的拉力F作用下从静止出发，水平前行，物块与

水平地面的摩擦因素为μ=0.2，当物体滑行10米距离时，撤去拉力F，求
1.拉力F作用过程中，合外力对物体做的功W合
2.拉力F做功的平均功率P平均
3.撤去拉力后，物体还可以滑行的距离S

Answer 1

解
1）
由 W=ΣFS
又 ΣF=Fx-f
Fx=FCos37°
f=mg-Fy=（mg-FSin37°）μ
故 W=[FCos37°-（mg-FSin37°）μ]S=……=144 J
2）
因 a=ΣF/m=……=7.2 m/s^2
由 S=at^2/2
得 t=√2S/a=……=1.64s
故 P=W/t=……=87.8W
3）
撤去拉力后 f'=Gμ=mgμ=……=4N
由功能原理，撤去拉力后物体的机械能为 Ek=W=144 J
由能量守恒定律
得 Ek=f'S'
故 S'=Ek/f'=……=36 m

仅供参考！

Answer 2

1.拉力F作用过程中，拉力在水平方向的分力为：FL=Fcos37°=20*0.8=16（N）
在垂直方向的分力：FH=Fsin37°=20*0.6=12（N）
则：摩擦力:f=u（mg-FH）=0.2*(20-12)=1.6(N)
加速度：a=(FL-f）/m=（16-1.6）/2=7.2（m/s^2)
则：合外力做功：w=（FL-f）*10=144（J)
2.拉力F做功的平均功率P
滑行10m的用时为：t=√（2s/a）=√（20/7.4）
P=w/t=144/√（20/7.4）=240（w）
3.撤去拉力后，物体还可以滑行的距离S
撤去外力时，物体的动能等于合外力做的功。
由能量守恒：
f1S=W
f1=umg=20*0.2=4（N)，W=144(J)
S=W/f=144/4
S=36(m）