Question

14．某同學(xué)用5N的水平力拉著一物塊在水平地面上以1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示．撤去拉力后，物塊減速直至靜止用時(shí)2s．
（1）在減速運(yùn)動(dòng)的過程中，物塊在水平方向上所受到的力為多少N？
（2）為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢，物理學(xué)中引入了加速度的概念，即速度的變化量△v與發(fā)生這一變化所用的時(shí)間△t的比值，通常用a表示，表示物體速度變化的快慢，即a=$\frac{△v}{△t}$，單位m/s²，撤去拉力后，物塊在做減速運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是多少m/s²？
（3）牛頓第二定律告訴我們：物體的加速度a的大小跟它所受到的作用力F成正比，跟它的質(zhì)量m成反比，可表示a=$\frac{F}{m}$，其中質(zhì)量m的單位是kg．試求該同學(xué)所拉物塊的質(zhì)量是多少kg．

Answer 1

分析 （1）物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力等于摩擦力，故可求滑動(dòng)摩擦力；
（2）（3）利用公式帶入數(shù)字求解．

解答 解：（1）當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=f=5N，
撤去拉力后，物塊減速運(yùn)動(dòng)的過程中，物體所受的摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，力的大小只與壓力、接觸面粗糙程度有關(guān)，故f=5N；
（2）由題意可得，物塊在做減速運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是：
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1m/s-0}{2s}$=0.5m/s²；
（3）由題意，根據(jù)牛頓第二定律，a=$\frac{F}{m}$，
則有，m=$\frac{F}{a}$=$\frac{f}{m}$=$\frac{5N}{0.5m/{s}^{2}}$=10kg．
答：（1）在減速運(yùn)動(dòng)的過程中，物塊在水平方向上所受到的力為5N；
（2）物塊在做減速運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是0.5m/s²；
（3）該同學(xué)所拉物塊的質(zhì)量是10kg．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查滑動(dòng)摩擦力以及高中物理知識(shí)下移的加速度、牛頓第二定律，有一定的難度．