Question

1．一個質量為m=10kg的物體，與水平面間的動摩擦因數為μ=0.2，受到大小為F=30N向右的水平拉力作用，由靜止起沿水平面開始運動，經過t=5s時將水平拉力F撤掉，物體繼續運動至停止，求
（1）撤去水平力F后，物體將再滑行多長時間至停止？
（2）物體總的位移大小為多少？

Answer 1

分析 對物體進行受力分析，水平方向受拉力和摩擦力作用，根據牛頓第二定律直接求解加速度；根據速度時間公式求出撤去拉力時的速度，根據牛頓第二定律求出撤去拉力時的加速度，再根據速度時間公式即可求解物體停下的時間．根據位移時間公式求得通過的總位移

解答 解：根據牛頓第二定律得：F-μmg=ma
得：a=$\frac{F-μmg}{m}=\frac{30-0.2×10×10}{10}m/{s}^{2}=1m/{s}^{2}$，
撤去拉力后的加速度為：a′=$\frac{μmg}{m}$═μg=2m/s²
撤去拉力時的速度為：v=at=1×5=5m/s
則有：t=$\frac{v}{a′}=\frac{5}{2}s=2.5s$
（2）加速階段通過的位移為：${x}_{1}=\frac{v}{2}t=\frac{5}{2}×5m=12.5m$
減速階段通過的位移為：${x}_{2}=\frac{v}{2}t′=\frac{5}{2}×2.5m=6.25m$
通過的總位移：為x=x₁+x₂=18.75m
答：（1）撤去水平力F后，物體將再滑行2.5s時間至停止．
（2）物體總的位移大小為18.75m

點評 本題主要考查了牛頓第二定律和運動學位移時間公式的直接應用，難度不大，屬于基礎題