① 斜坡上匀速直线运动受的力
在这个斜坡上的匀速直线运动过程中,我们可以通过力的分解来理解拉力与摩擦力的关系。拉力并不是直接等于摩擦力的,而是等于摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和。这是因为物体在斜面上保持匀速直线运动状态,意味着它所受的合外力为零。
首先,我们需要将重力分解为两个分力:一个垂直于斜面的分力,这个分力是抵消物体向下的重力,保持物体不向下滑动;另一个则是沿斜面向下的分力,这个分力是物体沿斜面下滑的趋势。当物体以匀速直线运动时,沿斜面向下的分力与摩擦力相平衡,拉力则刚好补偿了这个沿斜面向下的分力,使得物体保持匀速直线运动。
因此,拉力并不是单纯地与摩擦力相等,而是包含了重力分力的作用。这说明在斜面上匀速直线运动的物体,其拉力不仅需要克服摩擦力,还需要克服重力沿斜面向下的分力,这样才能保持物体的匀速直线运动状态。
综上所述,拉力等于摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和,这是保持物体在斜面上匀速直线运动的关键。
② 有人将重1000牛的小车拉上斜坡,斜坡的长为100米,高10米
2)
斜坡的倾角设为r,sinr=斜坡高h/斜坡的长L=10/100=0.1
匀速上行,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)
斜面的机械效率=有用功/总功=Gh/FL=1000*10/(300*100)=0.333=33.3%
③ 为什么重物在75度的坡度上不省力,是因为重物与斜面之间存在着什么力 A.重力 B.摩擦力
沿斜面向上拉动物体时,物体受到四个力:拉力F,物体的重力G=mg,斜面对物体的支持力N,物体与斜面间的摩擦力f。
其中重力G可以分解为平行于斜面的分力G₁和垂直于斜面向下的分力G₂。而其中的G₁=Gsinθ,这样,在平行于斜面的方向上实际就有了三个力的作用:拉力F、重力的分力G₁=Gsinθ、摩擦力f。
当匀速拉动物体沿斜面上升时,有:
而sin75°≈0.966,con75°≈0.259,即便摩擦系数μ=0.2(很小了),两个三角函数值加起来也是大于1。所以由①式可以得到:F略大于G。即:重物在75°斜坡上时,拉动重物不省力,这是因为重物与斜面之间存在摩擦力。如果以加速度a拉动物体,就更费力了。
(当竖直向上匀速提升物体时,摩擦力就没了。这时F=G。)