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如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪,可测量轮胎与地面间动摩擦因数,其主要部件有:底...

如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪,可测量轮胎与地面间动摩擦因数,其主要部件有:底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆.摆锤的质量为m,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动,摆锤重心到O点距离为L.测量时,测量仪固定于水平地面,将摆锤从与O等高的位置处静止释放.摆锤到最低点附近时,橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s<L),之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置.若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力,重力加速度为g,求:
(1)摆锤在上述过程中损失的机械能;
(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功;
(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数.

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(1)摆锤在上述过程中动能变化为零,重力势能减小,损失的机械能为减小的重力势能. (2)根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化求解. (3)根据摩擦力对摆锤所做的功的定义式求解 【解析】 (1)摆锤在上述过程中动能变化为零,重力势能减小,损失的机械能为减小的重力势能. 所以摆锤在上述过程中减小的重力势能为mgh=mgLcosθ 所以损失的机械能是mgLcosθ (2)上述过程中△E=-mgLcosθ 根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化得 在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功Wf=-mgLcosθ (3)摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力, 所以摩擦力f=μF Wf=-mgLcosθ=-μFs μ= 答:(1)损失的机械能mgLcosθ (2)摩擦力做功是-mgLcosθ (3)动摩擦因数是
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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