Question

15．一個(gè)質(zhì)量m=3kg的物塊靜止在水平面上，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)在對(duì)物塊施加一個(gè)大小為15N，方向向右的水平推力F，并持續(xù)作用6s，在6s末撤去F，最后物塊滑行一段距離后停下來(lái)，求物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的總距離（g取10m/s²）

Answer 1

分析 由牛頓第二定律求出物體的加速度，由速度公式求出6s末物體的速度和6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移，再由牛頓第二定律求出撤去外力后的加速度，然后應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出物塊的位移，從而求解總位移．

解答 解：由牛頓第二定律得：F-μmg=ma₁，
代入數(shù)據(jù)解得：a=$\frac{15-0.2×30}{3}=3$m/s²，
6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移為：${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}=\frac{1}{2}×3×36=54m$，
6s末物塊的速度：v=a₁t=3×6=18m/s，
撤去拉力后，由牛頓第二定律得：μmg=ma₂，
代入數(shù)據(jù)解得：a₂=2m/s²，
物塊滑行的位移為：x₂=$\frac{{v}^{2}}{2a}=\frac{1{8}^{2}}{4}=81m$，
則總位移為：x=x₁+x₂=54+81=135m
答：物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的總距離為135m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式以及牛頓第二定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能分析清楚物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，知道加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁，難度適中．