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好的,这是一个关于高中物理的例题,适合于高二的学生。这个例题主要涉及到力学和能量守恒定律,可以帮助学生们更好地理解这两个重要的概念。
题目:
一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个与水平方向成30度角斜向上的拉力F=10N的作用,物体在水平地面上移动了10m的距离,已知物体与地面间的滑动摩擦系数为0.2,求:
1.拉力对物体做的功;
2.摩擦力对物体做的功;
3.合力对物体做的功。
解析:
首先,我们需要明确各个力在这个过程中所做的功。
1. 拉力F对物体做的功:
由于拉力与运动方向(水平方向)成30度角,所以需要使用平行四边形法则来计算拉力的功。根据功的公式 W = Fscosθ,可得:
W = Fscosθ = 10N 10m (cos30) = 77.7J
2. 摩擦力f对物体做的功:
根据摩擦力公式 f = μFn,可得摩擦力为:f = 0.2 5kg g sin30 = 4N
再根据功的公式 W = fs,可得摩擦力对物体做的功为:
W = fs = 4N 10m = 40J
3. 合力对物体做的功:
合力的大小为 F合 = F - f - mgsinθ = 5N
合力对物体做的功为:
W合 = F合s = 5N 10m = 50J
总结:拉力对物体做了77.7J的功,摩擦力对物体做了40J的功,而合力对物体做了50J的功。这些数值可以帮助学生们更好地理解力和运动的关系,以及能量守恒定律在物理中的应用。