質量m=1.5kg的物體,在水平恒力F=15N的作用下,從靜止開始運動0.5s后撤去該力,物體繼續(xù)滑行一段時間后停下來.已知物體與水平面的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,g取10m/s2,求:
(1)恒力作用于物體時的加速度大;
(2)撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間;
(3)物體從開始運動到停下來的總位移大小.
解:(1)以m為研究對象,受力情況如圖所示:設物體在恒力作用下的加速度為a
1,
根據(jù)牛頓運動定律:
=8m/s
2.
(2)0.5s時的速度:v=a
1t=8×0.5m/s=4m/s
撤去恒力后的加速度大。
,
則撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間:t′=
.
(3)勻加速直線運動的位移:
.
勻減速直線運動的位移:
.
則總位移:x=x
1+x
2=1+4m=5m.
答:(1)恒力作用于物體時的加速度大小為8m/s
2.
(2)撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間為2s.
(3)物體從開始運動到停下來的總位移大小為5m.
分析:(1)作出物體在恒力作用下運動的受力分析圖,根據(jù)牛頓第二定律求出物體運動的加速度.
(2)作出物體撤去恒力后的受力分析圖,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,根據(jù)運動學公式求出在恒力作用下的末速度,再根據(jù)速度時間公式求出撤去恒力后物體繼續(xù)滑行的時間.
(3)根據(jù)運動學公式分別求出物體勻加速直線運動和勻減速直線運動的位移,從而求出總位移的大。
點評:解決本題的關鍵知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁,通過加速度可以根據(jù)力求運動,也可以根據(jù)運動求力.