Question

質(zhì)量m=5 kg的物體在恒定水平推力F=5 N 的作用下，自靜止開始在水平路面上運(yùn)動(dòng)，t₁=2 s后，撤去力F，物體又經(jīng)t₂=3 s停了下來.求物體運(yùn)動(dòng)中受水平面滑動(dòng)摩擦力的大小.

Answer 1

F_f ==2 N

解析:

因物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，故只需考慮物體在水平方向上受力即可，在撤去力F前，物體在水平方向上還受方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力F_f，撤去力F后，物體只受摩擦力F_f.取物體運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�方�?

方法一：設(shè)撤去力F時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)速度為v.對(duì)于物體自靜止開始運(yùn)動(dòng)至撤去力F這一過程，由動(dòng)量定理有  （F－F_f）t₁=mv                                           

對(duì)于撤去力F直至物體停下這一過程，由動(dòng)量定理有    （－F_f）t₂=0－mv      

聯(lián)立解得運(yùn)動(dòng)中物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為     F_f ==2 N.

說明：式①②中F_f僅表示滑動(dòng)摩擦力的大小，F_f前的負(fù)號(hào)表示F_f與所取正方向相反.

方法二：將物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程視為在一變化的合外力作用下的運(yùn)動(dòng)過程.在時(shí)間t₁內(nèi)物體所受合外力為（F－F_f），在時(shí)間t₂內(nèi)物體所受合外力為－F_f，整個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間（t₁+t₂）內(nèi)，物體所受合外力沖量為（F－F_f）t₁+（－F_f）t₂.

對(duì)物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用動(dòng)量定理有（F－F_f）t₁+（－F_f）t₂=0

解得F_f ==2 N.