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题目:
【黄浦高三物理模拟试卷】
一质量为m的物体,在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面底端A点静止开始运动,到达斜面顶端B点时,物体恰好沿斜面向上做匀速运动,已知斜面与物体间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为θ,求:
1. 物体沿斜面向上做匀速运动时的速度大小;
2. 物体从A到B的过程中,拉力F做的功;
3. 斜面的长度。
【分析】
1. 物体沿斜面向上做匀速运动时,受力平衡,根据平衡条件求解即可;
2. 根据动能定理求解拉力F做的功;
3. 根据几何关系求解斜面的长度。
【解答】
1. 物体沿斜面向上做匀速运动时,受力平衡,则有:
$F = mg\sin\theta + \mu mg\cos\theta$
又因为:$v = \frac{F}{m}$
联立解得:$v = \frac{F}{m}\sin\theta$
2. 根据动能定理得:$W = \frac{1}{2}mv^{2} = \frac{F^{2}\sin^{2}\theta}{2m}$
3. 根据几何关系可知斜面的长度为:$L = \frac{v^{2}\sin\theta}{g\sin\theta} = \frac{F^{2}\sin^{3}\theta}{2mg}$