Question

質量為m=2kg的物體靜止在水平面上，它們之間的動摩擦系數μ=0.5，現在對物體施加以如圖所示的拉力F=10N，與水平方向夾角θ=37°（sin37°=0.6），經t=10s后撤去力F，在經一段時間，物體又靜止．求：
（1）物體運動過程中最大速度多少？
（2）物體運動的總位移是多少？（g取10m/s²）

Answer 1

分析：（1）當撤去外力時，速度最大，根據牛頓第二定律求出加速度，再根據勻變速直線運動的速度時間公式求出最大速度．
（2）根據運動學公式求出勻加速直線運動的位移，撤去外力后，根據牛頓第二定律求出加速度，再根據勻變速直線運動的速度位移公式求出勻減速直線運動的位移，兩個位移之和為物體運動的總位移．

解答：解：（1）前10s一直做勻加速直線運動．
由：Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）=ma
解得：a=0.5m/s²
則v_m=at=5m/s
故物體運動過程中最大速度為5m/s．
（2）前10s內的位移s1=

1

2

at2=25m
勻減速直線運動的加速度a′=

μmg

m

=μg=5m/s2
位移s′=

vm2

2a′

=2.5m
則總位移s_總=s₁+s′=27.5m
故物體運動的總位移是27.5m．

點評：加速度是聯系力學和運動學的橋梁，通過加速度，可以根據力求運動，也可以根據運動求力．