Question

5．某商场工作人员用F₁=100N的水平力拉着质最m=20kg的木箱沿水平地面做匀速直线运动，后改用F₂=15ON与水平方向成53°角斜向上的力拉静止在同一水平地面上的同一木箱，如图所示（已知sin53°=0.80，cos53°=0.60），求：
（1）木箱与地面之间的动摩擦因数；
（2）F₂作用在木箱上4．Os对木箱做的功．

Answer 1

分析 （1）用F₁=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做匀速直线运动，由此可知拉力和摩擦力相等，从而可以求出动摩擦因数；
（2）对物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得加速度的大小，木箱做匀加速运动，由位移公式可以求得木箱的位移，再根据恒力做功公式求解．

解答 解：（1）由于木箱在水平拉力下匀速运动，根据牛顿第二定律，
F₁-μmg=0
解得：μ=$\frac{{F}_{1}}{mg}$=0.5
（2）将F₂沿着水平与竖直方向分解，F₂沿水平和竖直方向的分量分别为
F_2x=F₂cos53° F_2y=F₂sin53°
木箱受到水平地面的支持力 F_N=mg-F_2y
根据牛顿第二定律，F_2x-μF_N=ma
解得木箱运动的加速度大小为 a=2.5 m/s²
根据运动学公式，
木箱的位移 X=$\frac{1}{2}$at²=20m．
则F₂作用在木箱上4．Os对木箱做的功W=F₂xcos53°=150×20×0.6=1800J
答：（1）木箱与地面之间的动摩擦因数为0.5；
（2）F₂作用在木箱上4．Os对木箱做的功为1800J．

点评 根据二力平衡求出摩擦力的大小，之后物体就是匀加速直线运动，由匀变速直线运动的规律求解即可，本题的难度不大．