物体竖直向上做匀速直线运动

物体竖直向上做匀速直线运动,第1张

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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