Question

如圖所示，質量為m=5kg的物體，置于一傾角為30°的粗糙斜面上，用一平行于斜面的大小為40N的力F拉物體，使物體沿斜面M向上做初速度為零的勻加速直線運動，加速度a=2m/s²，斜面始終保持靜止狀態．則水平地面對斜面的靜摩擦力大小為______N，2s末該系統克服摩擦力做功的瞬時功率為______W．

Answer 1

整體的加速度向右的分量為acos30°，
整體水平方向受到地面摩擦力向左f，F的水平分力向右，
由牛頓第二定律得 F_合=Fcos30-f=macos30°，
解得 f=15

3

N，
所以水平地面對斜面的靜摩擦力大小為15

3

N．
沿斜面分析對物體受力分析可得，
F-mgsina-f′=ma
解得 f′=5N，
在2s末物體的速度為 V=at=2×2=4m/s，
此時摩擦力的功率為 P=-f′V=-20W，
所以克服摩擦力做功的瞬時功率為20W．
故答案為：15

3

；20．