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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的水平外力作用,沿着与水平方向成30度角的方向做匀速直线运动。求物体与地面间的动摩擦因数。
分析:物体受到重力、地面的支持力和摩擦力的作用。根据力的平衡条件和摩擦力公式可以求出动摩擦因数。
解答:
已知:物体的质量$m = 5kg$,水平外力$F = 20N$,斜向下的外力方向与水平面成30度角。
根据力的平衡条件,物体受到的摩擦力等于外力沿水平方向的分力,即:
$f = Fcos30^{\circ} = 20 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 10\sqrt{3}N$
根据滑动摩擦力公式,动摩擦因数为:
$\mu = \frac{f}{Fn} = \frac{f}{mg\cos 30^{\circ}} = \frac{10\sqrt{3}}{50} = \frac{\sqrt{3}}{5}$
所以,物体与地面间的动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{5}$。