高中物理第五章包括动量和冲量、火箭、动量定理、实验:验证动量守恒定律、弹性碰撞和非弹性碰撞等内容。
题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N、方向与地面成30度角斜向下的推力作用,物体在水平面上滑行的距离为2m。求物体与地面间的动摩擦因数。
【分析】
根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解。
【解答】
物体受到重力、推力、摩擦力三个力的作用。根据牛顿第二定律,物体受到的合力为:
F合 = Fcos30 - μ(mg - Fsin30)
其中,F为推力,μ为动摩擦因数,m为物体质量,g为重力加速度。
根据运动学公式,物体在水平面滑行的距离为:
s = 1/2at^2
其中,a为加速度,t为时间。
将加速度带入牛顿第二定律的表达式中,得到:
F合 = ma = (Fcos30 - μ(mg - Fsin30)) = (Fcos30 - μmg + μFsin30)
将已知数据代入上式,得到:
$Fcos30 - μ(mg - Fsin30) = 5 \times 2 \times 2$
化简得到:
μ = (Fcos30 - Fsin30)/(mg + Fsin30) = (20cos30 - 20sin30)/(5 \times 10 + 20sin30) = 0.4
所以,物体与地面间的动摩擦因数为0.4。