Question

2．如圖，質(zhì)量m=1kg的物體沿粗糙水平面運動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，t=0時物體的速度v₀=10m/s，給物體施加一個與速度方向相反的力F=2N，最大靜摩擦力認為與滑動摩擦力相等，g取10m/s²，求：
（1）物體經(jīng)過多長時間后．速度減為零？
（2）1=6s時物體受到地面摩擦力f的大�。�
（3）在此6s的時間內(nèi)物體滑行的位移s的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律求出物體勻減速運動的加速度，結(jié)合速度時間公式求出速度減為零的時間．
（2）判斷出t=6s時，物體是否處于靜止，從而得出此時的摩擦力大�。�
（3）判斷出6s時是否停止，再結(jié)合位移公式求出物體滑行的距離．

解答 解：（1）物體向左做勻減速運動的加速度大小a=$\frac{F+μmg}{m}=\frac{2+0.3×10}{1}m/{s}^{2}=5m/{s}^{2}$，
則物體速度減為零的時間${t}_{0}=\frac{{v}_{0}}{a}=\frac{10}{5}s=2s$．
（2）因為拉力小于最大靜摩擦力，可知物體速度減為零后不再運動，
則t=6s時，物體處于靜止，所受的靜摩擦力f=F=2N．
（3）物體在6s內(nèi)的位移等于2s內(nèi)的位移，s=$\frac{{v}_{0}}{2}{t}_{0}=\frac{10}{2}×2m=10m$．
答：（1）物體經(jīng)過2s時間后．速度減為零；
（2）6s時物體受到地面摩擦力f的大小為2N．
（3）在此6s的時間內(nèi)物體滑行的位移s的大小為10m．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學(xué)公式的綜合運用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運動學(xué)的橋梁，在本題中若F大于最大靜摩擦力，物體還會反向運動．