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题目:一个质量为m的物体,在平行于斜面向上的恒力F的作用下,从斜面底端上滑到斜面顶端的过程中,加速度大小为a,斜面固定不动,其倾角为θ,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求此时物体受到的摩擦力大小。
解答过程:
首先,我们需要知道物体在斜面上受到的力有重力、支持力和摩擦力。
1. 重力:方向竖直向下,大小为mg。
2. 支持力:方向垂直于斜面向上,大小为mgcosθ。
3. 摩擦力:方向沿斜面向上,大小为μmgcosθ。
在这个问题中,物体受到的摩擦力是由重力沿斜面向下的分力引起的。因此,我们需要根据牛顿第二定律来求解摩擦力。
根据牛顿第二定律,物体的加速度为a,则物体受到的合力为ma。这个合力包括重力、支持力和摩擦力。由于摩擦力是由重力沿斜面向下的分力引起的,因此摩擦力的大小为:
Ff = mgcosθ - fsinaθ = mgcosθ - μmgcosθsinθ = mg(1 - μsinθ)
其中fsinaθ表示重力沿斜面向下的分力。
所以,此时物体受到的摩擦力大小为mg(1 - μsinθ)。
视频详解:
【视频开头】:我们今天要解决一个高二物理问题,关于物体在斜面上受到的摩擦力。首先,我们需要知道物体在斜面上受到的重力、支持力和摩擦力。
【解释重力、支持力和摩擦力】:接下来,我们来解释一下这些力的方向和大小。重力是竖直向下的,大小为mg;支持力是垂直于斜面向上的,大小为mgcosθ;摩擦力是沿斜面向上的,大小为μmgcosθ。
【求解摩擦力】:在这个问题中,物体受到的摩擦力是由重力沿斜面向下的分力引起的。因此,我们需要根据牛顿第二定律来求解摩擦力。根据牛顿第二定律,物体的加速度为a,则物体受到的合力为ma。这个合力包括重力、支持力和摩擦力。由于摩擦力是由重力沿斜面向下的分力引起的,因此摩擦力的大小为mgcosθ - fsinaθ = mg(1 - μsinθ)。
【视频结尾】:希望这个视频解答对你有所帮助,如果有任何疑问,请随时提问。