Question

商場(chǎng)工作人員拉著質(zhì)量m=20kg的木箱沿水平地面運(yùn)動(dòng)．若用F₁=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；如圖現(xiàn)改用F₂=150N、與水平方向成53°斜向上的拉力作用于靜止的木箱上4.0s后再撤去該力，求木箱移動(dòng)的距離．（sin53°=0.80，cos53°=0.60，取重力加速度g=10m/s²．）

Answer 1

分析：本題分三步研究：
（1）用F₁=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由此可知拉力和摩擦力相等，從而可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）對(duì)物體受力分析，由牛頓第二定律可以求得加速度的大�。荒鞠渥鰟蚣铀龠\(yùn)動(dòng)，由位移公式可以求得木箱的位移．
（3）撤去力F₂后，木箱做勻減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理求解滑行的距離，即可總距離．

解答：解：（1）由于木箱在水平拉力下勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，
F₁-μmg=0
解得：μ=

F1

mg

=0.5
（2）根據(jù)牛頓第二定律，得Fcos53°-μ（mg-Fsin53°）=ma
解得木箱運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a=2.5 m/s²
木箱的位移 x=

1

2

at²=20m．
（3）撤去力F₂時(shí)，木箱的速度為v=at=10m/s，
根據(jù)動(dòng)能定理得：-μmgs=0-

1

2

mv2
得 s=

v2

2μg

=10m
故木箱移動(dòng)的距離S=x+s=30m．
答：木箱移動(dòng)的距離是30m．

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)二力平衡求出摩擦力的大小，物體勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和動(dòng)能定理求解即可，本題的難度不大．