Question

質(zhì)量m=1.5kg的物體，在水平恒力F=15N的作用下，從靜止開始運動0.5s后撤去該力，物體繼續(xù)滑行一段時間后停下來．已知物體與水平面的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，g取10m/s²，求：
（1）恒力作用于物體時的加速度大小；
（2）撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間；
（3）物體從開始運動到停下來的總位移大小．

Answer 1

解：（1）以m為研究對象，受力情況如圖所示：設(shè)物體在恒力作用下的加速度為a₁，
根據(jù)牛頓運動定律：=8m/s²．
（2）0.5s時的速度：v=a₁t=8×0.5m/s=4m/s
撤去恒力后的加速度大小：，
則撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間：t′=．
（3）勻加速直線運動的位移：．
勻減速直線運動的位移：．
則總位移：x=x₁+x₂=1+4m=5m．
答：（1）恒力作用于物體時的加速度大小為8m/s²．
（2）撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間為2s．
（3）物體從開始運動到停下來的總位移大小為5m．
分析：（1）作出物體在恒力作用下運動的受力分析圖，根據(jù)牛頓第二定律求出物體運動的加速度．
（2）作出物體撤去恒力后的受力分析圖，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，根據(jù)運動學公式求出在恒力作用下的末速度，再根據(jù)速度時間公式求出撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間．
（3）根據(jù)運動學公式分別求出物體勻加速直線運動和勻減速直線運動的位移，從而求出總位移的大小．
點評：解決本題的關(guān)鍵知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運動，也可以根據(jù)運動求力．