Question

9．如圖所示，質量m=0.5kg的物體放在水平面上，在F=3N的水平恒定拉力作用下由靜止開始運動，已知物體與水平面間的動摩擦因數μ=0.4，g=10m/s²，求：
（1）物體在力F作用過程中加速度的大小；
（2）4s末的速度；
（3）4s內的位移．

Answer 1

分析 （1）對物體受力分析，根據牛頓第二定律，即可求出加速度；
（2）根據速度時間關系公式，結合加速度即可求出；
（3）根據速度時間公式求解位移大小．

解答 解：（1）設物體受到的滑動摩擦力為F_f，加速度為a，則F_f=μmg
根據牛頓第二定律，物塊在力F作用過程中，有F-F_f=ma     
解得：a=$\frac{F-μmg}{m}=\frac{3-0.4×5}{0.5}m/{s}^{2}$=2m/s²        
（2）根據勻變速直線運動的速度時間關系可得：
v=at=2×4m/s=8m/s；                  
（3）根據勻變速直線運動位移時間關系可得：
x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×16m=16m$．
答：（1）物體在力F作用過程中加速度的大小為2m/s²；
（2）4s末的速度為8m/s；
（3）4s內的位移為16m．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的綜合，知道物體在整個過程中的運動規律，以及知道加速度是聯系力學和運動學的橋梁．