放在水平面上质量为m的物体,与水平面间的动摩擦因数为μ,受到-查字典问答网
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  放在水平面上质量为m的物体,与水平面间的动摩擦因数为μ,受到水平恒力F1作用,在水平面上做匀速直线运动.今若再对物体施加一大小与F1相等的恒力F2,使物体在同样的位移s内合外力对物体做

  放在水平面上质量为m的物体,与水平面间的动摩擦因数为μ,受到水平恒力F1作用,在水平面上做匀速直线运动.今若再对物体施加一大小与F1相等的恒力F2,使物体在同样的位移s内合外力对物体做功最多,力F2应满足什么条件

  答案是α=90-arccotμ

1回答
2020-04-09 22:30
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李民选

  设F2与水平方向所夹锐角为α,对物体受力分析,则物体所受合力为F2cosα+F1-μ(mg-F2sinα)

  所以合力的功=〔F2cosα+F1-μ(mg-F2sinα)〕s

  =F2cosαs+F2sinαs+F1-μmg

  又根据已知条件,分析初状态,有F1=μmg

  所以合力的功=F2cosαs+μF2sinαs

  =F2s(cosα+μsinα)

  下面是纯数学方法求极值:

  函数y=(cosα+μsinα)

  设tanq=1/μ则y=根号下"μ的平方加1”乘以“(sinqcosα+cosqsinα)”=根号下"μ的平方加1”乘以“sin(q+α)”

  此函数在q+α=90°时有最大值.

  即当功最大时,α=90-q=90-arccotμ.

  我打字好辛苦,不知你满意吗?

  (注意此时物体所受的支持力发生了变化,所以摩擦力不再等于F1)

2020-04-09 22:33:24

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