Question

如圖所示，水平面上質量m=3.0kg的金屬塊，在一水平恒力F的作用下，以速度v₀=8.0m/s的速度向右做勻速直線運動，金屬塊與水平間的動摩擦因數μ=0.4（g=10m/s²）求：
（1）F的大小；
（2）如果從某時刻起撤去F，則撤去F后，金屬塊還能在水平面上滑行多少時間？

Answer 1

分析：（1）根據物體做勻速直線運動，合力為零，根據共點力平衡求出恒力F的大小．
（2）根據牛頓第二定律求出撤去F后的加速度，結合速度位移公式求出金屬塊還能滑行的距離．

解答：解：（1）物體在水平方向上作勻速直線運動，由二力平衡得：
F=F_f=μmg=0.4×3.0×10 N=12 N
（2）撤去F后，根據牛頓第二定律 F_合=ma=F_f 得：
a=-μg=-0.4×10 m/s²=-4 m/s²
由運動學公式 v_t²-v₀²=2as
解得：s=8 m
答：（1）F的大小為12N．（2）如果從某時刻起撤去F，則撤去F后，金屬塊還能在水平面上滑行8m．

點評：本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的綜合運用，知道加速度是聯系力學和運動學的橋梁．本題也可以通過動能定理進行求解．