Question

15．一個質量m=3kg的物塊靜止在水平面上，物塊與水平面間的動摩擦因數為0.2，現在對物塊施加一個大小為15N，方向向右的水平推力F，并持續作用6s，在6s末撤去F，最后物塊滑行一段距離后停下來，求物塊在水平面上運動的總距離（g取10m/s²）

Answer 1

分析 由牛頓第二定律求出物體的加速度，由速度公式求出6s末物體的速度和6s內運動的位移，再由牛頓第二定律求出撤去外力后的加速度，然后應用勻變速直線運動的速度位移公式求出物塊的位移，從而求解總位移．

解答 解：由牛頓第二定律得：F-μmg=ma₁，
代入數據解得：a=$\frac{15-0.2×30}{3}=3$m/s²，
6s內運動的位移為：${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}=\frac{1}{2}×3×36=54m$，
6s末物塊的速度：v=a₁t=3×6=18m/s，
撤去拉力后，由牛頓第二定律得：μmg=ma₂，
代入數據解得：a₂=2m/s²，
物塊滑行的位移為：x₂=$\frac{{v}^{2}}{2a}=\frac{1{8}^{2}}{4}=81m$，
則總位移為：x=x₁+x₂=54+81=135m
答：物塊在水平面上運動的總距離為135m．

點評 本題考查了運動學基本公式以及牛頓第二定律的直接應用，要求同學們能分析清楚物塊的運動過程，知道加速度是聯系力和運動的橋梁，難度適中．