题文
在倾角为37°的足够长的斜面上,一个质量为2.0kg的物体由静止释放,受到的空气阻力与其速度成正比(f=kv),最终物体匀速下滑的速度为v=2.0m/s.已知物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.30,g取10m/s2.求:
(1)匀速下滑时空气阻力f多大?
(2)匀速下滑时重力的功率多大?
(3)物体沿斜面下滑速度v0=1.0m/s时的加速度a0多大?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)物体匀速下滑时受力情况如图,根据平衡条件得
mgsin37°=μmgcos37°+f
得到f=mgsin37°-μmgcos37°
代入解得f=7.2N;
(2)匀速下滑时重力的功率为P=mgsin37°v=2×10×0.6×2W=24W
(3)由题,空气阻力与其速度成正比,f=kv,则有f0f=v0v
得到f0=v0vf=12×7.2N=3.6N
根据牛顿第二定律得
mgsin37°-μmgcos37°-f0=ma
得到a=g(sin37°-μcos37°)-f0m
代入解得a0=1.8m/s2
答:
(1)匀速下滑时空气阻力f为7.2N;
(2)匀速下滑时重力的功率24W.
(3)物体沿斜面下滑速度v0=1.0m/s时的加速度a0=1.8m/s2.
解析
f0f
考点
据考高分专家说,试题“在倾角为37°的足够长的斜面上,一个质量.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:




