Question

（10分）质量为m的物体放在水平面上，在沿水平方向大小为F的拉力（F＜mg，g为重力加速度）作用下做匀速直线运动。如图所示，试求：

（1）物体与水平面间的动摩擦因数。

（2）在物体上再施加另一个大小为F的力，若要使物体沿原方向移动一定距离S后动能的增加最大，则该力的方向应如何？

Answer 1

(10分)解:(1)物体受力如图所示,由物体匀速运动有

             

                               

               解①②得                         

          

                                                                                          

            (2)由动能定理可知,F_合•s,

            因s一定,故F_合有最大值时最大。    

            设后来所加的外力F斜向右上方且与

           水平夹角为,如图所示

           水平方向 F_合=F+Fcosθ-            

           竖直方向 F             

           解得 F_合=F(+)                 

           令= 则

           F_合=

              =F                                                          

           由上式可知当

           即时                                                          

           F_合取最大值为 =

           即所加外力斜向右上方与水平夹角为