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求摩擦力

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/26 03:58:12
某同学在地面上拉着一个质量为m的箱子匀速前进,已知箱与地面间的动摩擦因数为μ,拉力F与地面水平夹角为θ,则 (1)箱子所受摩擦力f的大小为 (2个答案) (2)同学能否用比F小的力F0拉着箱子匀速前进,如果可以,F0要满足什么条件?
解题思路: 通过正交分解法,分别考虑水平方向和竖直方向箱子的受力情况。
解题过程:
(1)箱子的受力示意图如图1所示时,
水平方向:
竖直方向:
根据摩擦力公式:
由水平方向受力平衡可得摩擦力大小为:,而以上三式联立得:,代入摩擦力的表达式得:
箱子的受力示意图如图2所示时,
水平方向:
竖直方向:
根据摩擦力公式:
以上三式联立可得:
(2)显然,图1的情况比图2的情况更省力,因此取图1情况中F的表达式进行研究。
因为,若要F最小,则需最大,在的区间内,当时,取得最大值,此时有:,这就是拉力的最小值。
最终答案:略