Question

11．如圖所示，質(zhì)量為M=5.0kg的物體靜置于粗糙水平面上，在水平拉力F=30N作用下物體開始向右做勻加速運(yùn)動，物體和水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．重力加速度g=10m/s²，不計(jì)空氣阻力．
（1）求物體在5s內(nèi)運(yùn)動的位移
（2）若在5s末時(shí)撤去水平拉力F，求7s末時(shí)的摩擦力的功率大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律求得加速度，利用位移時(shí)間公式求得通過的位移；
（2）根據(jù)牛頓第二定律求得減速時(shí)的加速度，根據(jù)速度時(shí)間公式求得速度，有P=Fv求得功率

解答 解：（1）由牛頓第二定律  F-μMg=Ma₁
解得${a}_{1}=\frac{F-μMg}{M}=\frac{30-0.2×5×10}{5}m/{s}^{2}=4m/{s}^{2}$
5s內(nèi)的位移為
$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×4×{5}^{2}m=50m$
（2）5s時(shí)的速度為v₁=at=20m/s                 
撤去外力后的加速度$a′=\frac{μMg}{M}=2m/{s}^{2}$
7S時(shí)的速度為v₂=v₁-a′t=20-2×2m/s=16m/s
7S時(shí)摩擦力的功率大小P=μMgv₂=160W
答：（1）物體在5s內(nèi)運(yùn)動的位移為50m
（2）若在5s末時(shí)撤去水平拉力F，7s末時(shí)的摩擦力的功率大小為160W．

點(diǎn)評 本題主要考查了牛頓第二定律，關(guān)鍵是正確的受力分析，在求瞬時(shí)功率時(shí)抓住P=Fv即可求得