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如图13所示,质量为m的物体放在倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ.现用力F拉物体沿斜面匀速上滑,则F的方向与斜面的夹角α为多大时最省力?其最小值为多大?

见解析
【试题分析】

物体受力如图答2所示,建立直交坐标系,由共点力平衡条件得
Fcosα-mgsinθ-f=0           ①
Fsinα+N-mgcosθ=0          ②
又f=μN                         ③
由①②③式得
F=?mg          ④
设μ=tanβ=
代入④式整理得
F=mgcosβ       ⑤
上式分子为定值
当cos(α-β)=1
即α=β=arcanμ时,F有最小值(即最省力)
μ=tanβ=
cosβ=                ⑥
代入⑤式得mg

练习册系列答案
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(1)细线刚被拉断时小球的速度大小;

(2)细线所能承受的最大拉力

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