Question

9．一質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因素μ=0.4，在水平拉力F的作用下從靜止開始做勻加速直線，t=4s后撤去拉力F，物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停下來，整個(gè)過程物體運(yùn)動(dòng)的位移S=24m，求水平拉力F的大小．

Answer 1

分析 物體在拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，撤去拉力后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律分別求出加速和減速過程的加速度，在根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式結(jié)合總位移為24m列式求解．

解答 解：物體在拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，撤去拉力后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)最大速度為v，
根據(jù)牛頓第二定律得：
勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度${a}_{1}=\frac{F-μmg}{m}=\frac{F}{m}-μg$，
4s末的速度v=a₁t=$4（\frac{F}{m}-μg）$，
4s內(nèi)的位移${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}$，
撤去拉力后的加速度${a}_{2}=\frac{-μmg}{m}=-μg=-4m/{s}^{2}$，
撤去拉力后的位移${x}_{2}=\frac{{0-v}^{2}}{{2a}_{2}}$，
根據(jù)題意可知：x₁+x₂=S=24m，
聯(lián)立以上方程解得：F=6N
答：水平拉力F的大小為6N．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析物體的受力情況，知道加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁，難度適中．