Question

6．如圖為一風洞實驗室模型，風洞實驗室可產生水平方向的大小可調節(jié)的風力，一質量為2kg的物塊從水平地面上的A點以12m/s的初速度水平向右運動，物塊受到向左的風力大小恒為7N，物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.25，則物塊經過多少時間返回A點？

Answer 1

分析 對物體受力分析及運動過程的分析；明確物體可能出現(xiàn)反向，加速度發(fā)生變化；再由牛頓第二定律可求得加速度，再由運動學公式可求得時間

解答 解：物體向右減速運動時，受到的合力F_合=F+μmg=7+0.25×20=12N；
產生的加速度a₁=$\frac{12}{2}$=6m/s²；方向與運動方向相反；
速度減小為零所用時間t=$\frac{12}{6}$=2s；
此時的位移x₁=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{1}}$=$\frac{1{2}^{2}}{2×6}$=12m；方向向右；
2s后做反向的勻加速直線運動，加速度a₂=$\frac{7-5}{2}$=1m/s²；
則有運動學公式可得位移x₂=$\frac{1}{2}$a₂t₂²=12m；解得t₂=2$\sqrt{6}$s
總時間t=t₁+t₂=2+2$\sqrt{6}$s
答：物塊經過2+2$\sqrt{6}$s返回A點

點評 本題一定要認真分析物理過程，明確物體的受力情況，知道物體反向前后的加速度發(fā)生了變化；分段進行分析才能正確求解