Question

如圖所示，用恒力F拉一個質量為m 的物體，由靜止開始在水平地面沿直線運動的位移為s，力F與物體運動方向的夾角為α，已知物體與地面的動摩擦因數(shù)為μ，當?shù)氐闹亓�加速度為g．試求：
（1）拉力F對物體所做的功W
（2）地面對物體摩擦力f的大小
（3）物體獲得的動能E_k．

Answer 1

分析：因為拉力F為恒力，可根據(jù)功的定義式W=Flcosα直接求解拉力F對物體所做的功W．對物體進行受力分析，通過正交分解可求得物體與水平面的正壓力，從而求得地面對物體摩擦力f的大小．運用動能定理可求得物體的末動能．

解答：解：（1）根據(jù)功的公式，拉力F 對物體所做的功為：
     W_F=Fs cosα------①
   （2）對物體進行受力分析，并對拉力F進行分解如右圖所示：
    根據(jù)物體在豎直方向的平衡條件可知：
    F₂+F_N=G---------------②
    F₂=Fsinα----------③
   由②③得：F_N=mg-Fsinα
   再根據(jù)滑動摩擦力公式f=μF_N
    解得：f=μ（mg-Fsinα）-------④
   （3）根據(jù)動能定理W_總=E_K2-E_K1得：
     W_F-fs=E_K2-0---------⑤
    由①④⑤解得：物體的末動能E_K2=Fs cosα-μ（mg-Fsinα）s
   答：（1）拉力F對物體所做的功為 Fs cosα
       （2）地面對物體摩擦力f的大小為f=μ（mg-Fsinα）
        （3）物體獲得的動能為Fs cosα-μ（mg-Fsinα）s
．

點評：該題目是一道綜合題，考查了功的求解、力的分解、動能定理的簡單應用．