Question

14．一個靜止在水平地面上的物體，質量是10kg，物體與地面的滑動摩擦因數為0.4，在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動．（g=10m/s²）
（1）物體的受力情況如何？（畫出受力分析圖）
（2）物體所受的合力是多少？
（3）求出物體運動的加速度？
（4）根據運動學公式，求物體在4s末的速度和4s內的位移．

Answer 1

分析 （1）按照受力方向的順序依次分析物體的受力即可；
（2）根據矢量合成的方法即可求出物體受到的合外力；
（3）根據牛頓第二定律求出物體的加速度；
（4）根據速度時間公式求出4s末的速度，根據位移時間公式求出4s內的位移．

解答 解：（1）在水平地面上的物體受到重力、地面的支持力和摩擦力、拉力F共四個力的作用，如圖；

（2）物體在豎直方向受到的合外力等于0，水平方向：F_合=F-F_f=F-μmg=60-0.4×10×10=20 N
（3）由牛頓第二定律得：a=$\frac{{F}_{合}}{m}=\frac{20}{2}=2$ m/s² 
  （4）4s末的速度：v=at=2×4=8 m/s
位移：x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{4}^{2}=16$ m
答：（1）物體的受力如圖；
（2）物體所受的合力是20N
（3）物體運動的加速度是2m/s²；
（4）根據運動學公式，物體在4s末的速度是8m/s，4s內的位移是16m．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的基本運用，要知道加速度是聯系力學和運動學的橋梁，正確應用運動學公式進行分析．