① 斜坡上勻速直線運動受的力
在這個斜坡上的勻速直線運動過程中,我們可以通過力的分解來理解拉力與摩擦力的關系。拉力並不是直接等於摩擦力的,而是等於摩擦力與重力沿斜面向下的分力之和。這是因為物體在斜面上保持勻速直線運動狀態,意味著它所受的合外力為零。
首先,我們需要將重力分解為兩個分力:一個垂直於斜面的分力,這個分力是抵消物體向下的重力,保持物體不向下滑動;另一個則是沿斜面向下的分力,這個分力是物體沿斜面下滑的趨勢。當物體以勻速直線運動時,沿斜面向下的分力與摩擦力相平衡,拉力則剛好補償了這個沿斜面向下的分力,使得物體保持勻速直線運動。
因此,拉力並不是單純地與摩擦力相等,而是包含了重力分力的作用。這說明在斜面上勻速直線運動的物體,其拉力不僅需要克服摩擦力,還需要克服重力沿斜面向下的分力,這樣才能保持物體的勻速直線運動狀態。
綜上所述,拉力等於摩擦力與重力沿斜面向下的分力之和,這是保持物體在斜面上勻速直線運動的關鍵。
② 有人將重1000牛的小車拉上斜坡,斜坡的長為100米,高10米
2)
斜坡的傾角設為r,sinr=斜坡高h/斜坡的長L=10/100=0.1
勻速上行,沿斜坡方向合力=0
拉力F-重力沿斜坡向下的分力G'-摩擦力f=0
F=G'+f=Gsinr+uG=1000*0.1+0.2*1000=300N
1)
斜面的機械效率=有用功/總功=Gh/FL=1000*10/(300*100)=0.333=33.3%
③ 為什麼重物在75度的坡度上不省力,是因為重物與斜面之間存在著什麼力 A.重力 B.摩擦力
沿斜面向上拉動物體時,物體受到四個力:拉力F,物體的重力G=mg,斜面對物體的支持力N,物體與斜面間的摩擦力f。
其中重力G可以分解為平行於斜面的分力G₁和垂直於斜面向下的分力G₂。而其中的G₁=Gsinθ,這樣,在平行於斜面的方向上實際就有了三個力的作用:拉力F、重力的分力G₁=Gsinθ、摩擦力f。
當勻速拉動物體沿斜面上升時,有:
而sin75°≈0.966,con75°≈0.259,即便摩擦系數μ=0.2(很小了),兩個三角函數值加起來也是大於1。所以由①式可以得到:F略大於G。即:重物在75°斜坡上時,拉動重物不省力,這是因為重物與斜面之間存在摩擦力。如果以加速度a拉動物體,就更費力了。
(當豎直向上勻速提升物體時,摩擦力就沒了。這時F=G。)