很容易理解。物体竖直迅速直线运动,根据牛顿第二定律,确实合外力为零。但如果一个物理竖直向上匀速运动,则一定不是仅仅受重力作用,否则必定做自由落体运动,也就是说必定有外力与重力平衡。再根据功能关系,由于物体运动速度与重力方向相反,即重力的功率为负,即重力做功为负,故重力势能增加。
也可由重力的功考虑。由于上升运动(是否直线匀速皆可),初始位置比末位置要低,则重力做功mg(H初始-H末),即重力做负功,得到势能增加的结论。
题目条件有限,不清楚是什么力克服重力做功,故不能确定是哪些能量转化成了重力势能。
因为向上做匀速运动,所以摩擦力是向下的,而重力也是向下的,所以这两个力根本就不是平衡力,别受别人误导;
物体想向上运动,必须对其施加一个向上的力;
即摩擦力、、
那么必须有正压力
也就有了弹力
对于匀速下滑过程受力分析如图:
根据平衡条件,有:
平行斜面方向:f=mg•sinθ
垂直斜面方向:N=mg•cosθ
∴μ=
f
N
=tanθ=075
对向上运动过程,设给重物施加的力为F,方向与斜面成α角时,恰能匀速移动,受力如图:
根据平衡条件,有:
垂直斜面方向:N′+Fsinα-mgcos37°=0
平行斜面方向:Fcosα-f′-mgsin37°=0
其中:f′=μN′
解得:F=
mg(μcos37°+sin37°)
cosα−μsinα
当cosα+μsinα有最大值时,F有最小值.
当α=
π
2
−arsin
1
1+μ2
=37°时,F min=
μmgcosθ+mgsinθ
1+μ2
=96N.
答:要使重物能沿斜面向上移动,至少给重物施加96N的力,沿着与斜面成37°斜向上方向施力.
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