Question

質(zhì)量為m=2kg的木塊，放在水平面上，它們之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)對木塊施F=20N的作用力，如圖所示．木塊運動4s后撤去力F到木塊直到停止（g=10m/s²）．求：
（1）有推力作用時木塊的加速度為多大？
（2）撤去推力F時木塊的速度為多大？
（3）撤去推力F到停止運動過程中木塊的加速度為多大？
（4）木塊在水平面上運動的總位移為多少？

Answer 1

解：以木塊的運動方向為正方向．
（1）力F作用時，木塊受力分析如圖所示．

由牛頓第二定律得F-F_f1=ma₁
又有 F_N=mg，F(xiàn)_f1=μF_N
此過程物體的位移
聯(lián)立式解得a₁=5m/s²，x₁=40m．
（2）撤去力F時木塊的速度v=a₁t=20m/s
（3）撤去力F后，木塊受力分析如圖所示．

由牛頓第二定律得-F_f2=ma₂
又有F_f2=μmg
此過程木塊的位移
解得a₂=-5m/s²，x₂=40m
（4）木塊在水平面上運動的總位移x=x₁+x₂=80m
答：（1）有推力作用時木塊的加速度為5m/s²；（2）撤去推力F時木塊的速度為20m/s；（3）撤去推力F到停止運動過程中木塊的加速度為-5m/s²；（4）木塊在水平面上運動的總位移為80m．
分析：（1）對木塊進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律即可求出有推力作用時木塊的加速度；
（2）撤去推力F時木塊的速度為有推力作用時的末速度，可根據(jù)速度時間公式求解；
（3）撤去推力F時再對木塊進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律即可求撤去推力作用時木塊的加速度；
（4）木塊在水平面上運動的總位移為有推力作用時的位移加上撤去推力時位移之和．
點評：本題的關(guān)鍵是對木塊進(jìn)行受力分析，再結(jié)合勻變速直線運動的基本公式以及牛頓第二定律解題，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．