Question

如圖示，質量為m=2.0kg的物體靜止在水平面上，現用F=5.0N 的水平力作用在物體上，在t=4.0s 內物體的位移為s=4.0m，則物體與水平面間的動摩擦因數μ為多少？要想產生s₁=16.0m 的位移，水平拉力作用的最少時間為多少？（ g=10m/s²）

Answer 1

分析：本題第一問運用牛頓第二定律結合位移時間公式即可求出物體與地面之間的動摩擦因數μ的值，第二問的關鍵是明確水平拉力的最小時間的含義，可設出水平拉力作用的時間，然后根據全過程動能定理并結合位移時間關系聯立即可求解．

解答：解：物體的加速度為：a=

2s

t 2

，代入數據解得a=0.5m/

s

2

   
再由：F-μmg=ma    
得  μ=

5-2×0.5

20

=0.2
設水平拉力F作用一段距離s'后撤去，直至物體最終停止的全過程由動能定理：
  F

s

′

-μmg

s

1

=△E_K=0  
解得 

s

′

=

μmgs   1

F

=12.8m
根據  

s

′

=

1

2

at

′2

可得 

t

′

=

2s′ a

=

16

5

=7.16s
答：物體與水平面間的動摩擦因數μ為0.2，水平拉力作用的最少時間為7.16s．

點評：遇到動力學問題，關鍵是根據物理過程畫出示意圖和受力分析圖，然后選取相應的規律列式求解即可．