分析 (1)首先求出最大静摩擦力的大小,再根据静摩擦力具有双向性,讨论F的取值范围;
(2)由于物体匀速运动,受力平衡,沿斜面和垂直于斜面方向建立坐标系,求出F的大小;
(3)沿斜面和垂直于斜面方向建立坐标系,根据受力平衡,列出式子,化简处理求出极值.
解答 解:(1)假设摩擦力方向沿斜面向下,
此时力F为最大值,F=mgsinθ+μmgcosθ,
F=2+2=4N;
假设摩擦力方向沿斜面向上,
此时力F为最小值,mgsinθ=F+μmgcosθ,
F=2-2=0N;
故F的取值范围为0~4N.
(2)沿斜面和垂直于斜面方向建立坐标系,
$\left\{\begin{array}{l}{Fcos37°=mgsin30°+μN}\\{N=mgcos30°-Fsin37°}\end{array}\right.$,
解得$F=\frac{80-20\sqrt{3}}{13}$N;
(3)沿斜面和垂直于斜面方向建立坐标系,
$\left\{\begin{array}{l}{Fcosα=mgsinθ+μN}\\{N+Fsinα=mgcosθ}\end{array}\right.$
解得$F=\frac{4}{\sqrt{1+{μ}^{2}}sin(α+β)}$,
故${F}_{min}=2\sqrt{3}$,Fmax=∞,
$F≥2\sqrt{3}$N.
答:(1)当α=0°时,使物体在斜面上始终保持静止,F的取值范围为0~4N;
(2)当α=37°时,使物体向上做匀速运动,F的大小得$F=\frac{80-20\sqrt{3}}{13}$N;
(3)使物体向上做匀速运动,在夹角α由0缓慢增加90°的过程中,$F≥2\sqrt{3}$N.
点评 此题主要考察了受力分析和正交分解法的在平衡问题的应用,属于典型的问题,难度不大.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 50J | B. | 48J | C. | 8000J | D. | 52J |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 120W | B. | 6W | C. | 12W | D. | 0.6W |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 人和弹性橡皮绳组成系统机械能守恒 | |
B. | 从a至c的过程中,重力的冲量大小大于弹性绳的冲量大小 | |
C. | 从p至c的过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功 | |
D. | 从a至c的过程中人的动量一直增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 相互接触的两个物体之间一定有弹力 | |
B. | 斜面上的物体受到的支持力方向垂直于支持面 | |
C. | 拉力越大的物体弹力也越大 | |
D. | 拉力不属于弹力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电动机的额定电压为IR | B. | 电动机的输出功率为IE-FR | ||
C. | 电源的输出功率为IE-I2r | D. | 整个电路的热功率为I2(R0+R+r) |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物体的机械能守恒 | B. | 物体的机械能减少$\frac{mgh}{2}$ | ||
C. | 物体克服阻力做功为$\frac{mgh}{2}$ | D. | 物体的重力势能减少$\frac{mgh}{2}$ |
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