Question

10．如圖所示，質(zhì)量為m=5kg的物體在水平恒力F=15N的作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，4s后撤去F，若物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，求：
（1）撤去F時(shí)物體的速度大小；
（2）物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下來(lái)的位移大小．

Answer 1

分析 根據(jù)牛頓第二定律求出在F作用下的加速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出4s末的速度．根據(jù)牛頓第二定律求出撤去F后的加速度大小，結(jié)合速度位移公式求出勻減速運(yùn)動(dòng)的位移，再結(jié)合勻加速運(yùn)動(dòng)的位移求出總位移的大小．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度${a}_{1}=\frac{F-μmg}{m}=\frac{15-0.1×50}{5}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，
則撤去F時(shí)的速度v=a₁t₁=2×4m/s=8m/s．
（2）物體勻加速運(yùn)動(dòng)的位移${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}×2×16m=16m$，
撤去F后的加速度大小${a}_{2}=\frac{μmg}{m}=μg=1m/{s}^{2}$，
則勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大小${x}_{2}=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}=\frac{64}{2}m=32m$，
則x=x₁+x₂=16+32m=48m．
答：（1）撤去F時(shí)物體的速度大小為8m/s；
（2）物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下來(lái)的位移大小為48m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，難度不大．