Question

17．質(zhì)量為m=2.6kg的物體，放在水平面上，它們之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，現(xiàn)對物體施加大小為F，方向與水平成θ=37°角斜向上的作用力，如圖所示，求：
（1）對物體施加多大的作用力時物體恰好勻速運動？
（2）物體在F=15N作用下從靜止開始，經(jīng)4s通過的位移是多大？
（3）如果力F=15N作用4s而撤去，則物體在撤去F后還能滑行多遠(yuǎn)？
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）物體受到重力、支持力、拉力和摩擦力處于平衡，根據(jù)共點力平衡求出拉力的大小．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出在F=20N作用下物體的加速度，根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式求出5s內(nèi)的位移．
（3）求出5s末的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出撤去拉力F后的加速度，根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式求出物體還能滑行多遠(yuǎn)

解答 解：（1）由平衡條件得：Fcosθ=μ（mg-Fsinθ）
代入得：F=10N
（2）由牛頓第二定律得Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）=ma
代入得a=2m/s²
由s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=16m
（3）撤去外力時v=at=8m/s
由牛頓第二定律得-μmg=ma′
由 0=v²+2 a′s′
聯(lián)立以上，代入數(shù)據(jù)得s′=8 m．
答：（1）對物體施加10N大的作用力時物體恰好勻速運動
（2）物體在F=15N作用下從靜止開始，經(jīng)4s通過的位移是16m
（3）如果力F=15N作用4s而撤去，則物體在撤去F后還能滑行8m

點評 本題綜合運用了力學(xué)和運動學(xué)知識，加速度是聯(lián)系前后的橋梁，通過加速度，可以根據(jù)力求運動，也可以根據(jù)運動求力．本題要注意的是不能認(rèn)為正壓力等于物體的重力