Question

14．如圖所示，質(zhì)量為m=10kg的物塊，在F=30N的水平拉力作用下，從靜止開始沿水平面運(yùn)動(dòng)t₁=4s后撤去拉力，已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，g取10m/s²．求：
（1）撤去拉力時(shí)物體的位移x₁；
（2）撤去拉力時(shí)物體的速度v；
（3）撤去拉力后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度，結(jié)合位移公式求解撤去拉力時(shí)物體的位移．
（2）由速度公式可求得撤去拉力時(shí)的速度；
（3）根據(jù)牛頓第二定律求出撤去拉力時(shí)的加速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出物體速度減為零持續(xù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得，物體的加速度為：
a=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{30-0.2×10×10}{10}$=1m/s²；
則物體在前4內(nèi)的位移為：x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×16$=8m；．
（2）物體在4s末的速度為：v=at=1×4=4m/s，
（3）撤去外力后的加速度為：a′=μg=0.2×10=2m/s²；
物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t₂=$\frac{v}{a′}$=$\frac{4}{2}$=2s；
答：（1）撤去拉力時(shí)的位移為8m；
（2）撤去拉力時(shí)的速度為4m/s．
（3）撤去拉力后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s．

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，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁．