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题目:
一质量为2kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的摩擦因数为0.2,受到一个与水平方向成30度角斜向上方的拉力F的作用后,物体从静止开始运动。已知F的大小为10N,物体在5s内的位移为25m,求力F做的功和物体克服摩擦力做的功。
解析:
首先,我们需要根据题意建立物体的运动模型,并利用牛顿运动定律求解。
物体受到的力有:拉力F、重力G和地面的摩擦力f。其中,拉力F可以分解为水平分力和竖直分力,水平分力用于克服地面的摩擦力。
物体受到的合力为:F合 = Fcos30° - u(mg-Fsin30°)
根据运动学公式,可得到物体的加速度:a = (Fcos30°-u(mg-Fsin30°))/m
物体的位移为:s = (1/2)at²
将上述公式带入题目中的数据,可得到:t = 5s,a = 2m/s²,s = 25m
接下来,我们可以利用这些数据求解拉力F做的功和物体克服摩擦力做的功。
拉力F做的功为:W1 = Fscos90° = 0J
物体克服摩擦力做的功为:W2 = u(mgs-Fssin30°) = 40J
因此,拉力F做的功为0J,物体克服摩擦力做的功为40J。
答案:
拉力F做的功为0J;物体克服摩擦力做的功为40J。