Question

一輛質(zhì)量為3.5×10³kg的汽車(chē)，在水平路面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，10s內(nèi)通過(guò)位移為35m，已知所受到的水平方向牽引力大小為4.2×10³N．問(wèn)：
①汽車(chē)在這過(guò)程所受的阻力為多大？
②如果在10s未撤去牽引力，則汽車(chē)需要多長(zhǎng)時(shí)間才能停下，停止時(shí)，汽車(chē)離出發(fā)點(diǎn)的位移為多少？

Answer 1

分析：（1）由位移時(shí)間公式可以得到汽車(chē)的加速度，進(jìn)而由牛頓第二定律可得阻力．
（2）由速度時(shí)間關(guān)系，可得停止時(shí)間，進(jìn)而由位移公式可得減速階段的位移，加上加速階段的位移，進(jìn)而可得停止時(shí)的位移．

解答：解：（1）由位移時(shí)間關(guān)系：s=

1

2

at2
解得：a=

2s

t2

=

2×35

102

m/s2=0.7m/s²
由牛頓第二定律：
F-f=ma
解得：f=F-ma=4.2×10³N-3.5×10³×0.7N=1.75×10³N
（2）由速度時(shí)間關(guān)系得撤去牽引力時(shí)的速度為：
v=at=0.70×10m/s=7m/s
撤去牽引力后只受摩擦力，由牛頓第二定律：f=ma'
解得：a'=

f

m

=

1.75×103

3.5×103

m/s2=0.5m/s²
停止時(shí)間為：t′=

v

a′

=

7

0.5

=14s
撤去之后由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：2a′s′=v²
解得：s′=

v2

2a′

=

72

2×0.5

m=49m
故總位移為：S''=S+S'=35m+49m=84m
答：
①汽車(chē)在這過(guò)程所受的阻力為1.75×10³N．
②如果在10s未撤去牽引力，則汽車(chē)需要14s才能停下，停止時(shí)，汽車(chē)離出發(fā)點(diǎn)的位移為84m．

點(diǎn)評(píng)：本題重點(diǎn)是做好運(yùn)動(dòng)分析，牛頓第二定律應(yīng)用的兩個(gè)基本技能是受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)牢固熟練的掌握，本題屬于這類(lèi)的基礎(chǔ)題．