Question

商場工作人員拉著質(zhì)量m=20kg的木箱沿水平地面運動．若用F₁=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做勻速直線運動；現(xiàn)改用F₂=150N、與水平方向成53°斜向上的拉力作用于靜止的木箱上，如圖所示．已知sin53°=0.80，cos53°=0.60，取重力加速度g=10m/s²．
求：（1）木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)；
（2）F₂作用在木箱上時，木箱運動的加速度大小；
（3）F₂作用在木箱上4.0s時間內(nèi)木箱移動的距離．

Answer 1

解：（1）由于木箱在水平拉力下勻速運動，根據(jù)牛頓第二定律，
F₁-μmg=0
解得：μ==0.5
（2）將F₂沿著水平與豎直方向分解，F(xiàn)₂沿水平和豎直方向的分量分別為
F_2x=F₂cos53° F_2y=F₂sin53°
木箱受到水平地面的支持力 F_N=mg-F_2y
根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)_2x-μF_N=ma
解得木箱運動的加速度大小為 a=2.5 m/s²
（3）根據(jù)運動學公式，
木箱的位移 X=at²=20m．
答：（1）木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.5；
（2）F₂作用在木箱上時，木箱運動的加速度大小為2.5 m/s²；
（3）F₂作用在木箱上4.0s時間內(nèi)木箱移動的距離是20m．
分析：（1）用F₁=100N的水平力拉木箱，木箱恰好做勻速直線運動，由此可知拉力和摩擦力相等，從而可以求出動摩擦因數(shù)；
（2）對物體受力分析，由牛頓第二定律可以求得加速度的大��；
（3）木箱做勻加速運動，由位移公式可以求得木箱的位移．
點評：根據(jù)二力平衡求出摩擦力的大小，之后物體就是勻加速直線運動，由勻變速直線運動的規(guī)律求解即可，本題的難度不大．