Question

14．質(zhì)量m=2.0kg的物體，在5.0N的水平拉力作用下沿水平面從靜止開(kāi)始作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，求：
（1）物體運(yùn)動(dòng)加速度的大�。�
（2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間物體速度能達(dá)到6.0m/s？
（3）當(dāng)物體速度為6.0m/s時(shí)，將水平拉力撤去再經(jīng)10s物體通過(guò)的位移是多少？（g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）由牛頓第二定律去求出物體的加速度；
（2）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去求出時(shí)間．
（3）撤去拉力后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解加速度，末速度為零，根據(jù)速度位移關(guān)系求解位移；

解答 解：（1）物體質(zhì)量m=2kg，則物體受到合外力F的大�。篎_合=F-μmg=ma
解得a=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{5-0.1×2×10}{2}$=1.5m/s²
（2）物體經(jīng)時(shí)間t所達(dá)到速度v的大�。簐=at=1.5t=6m/s
解得t=4s
（3）撤去F，物體合力為摩擦力，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律知：
加速度a$′=\frac{μmg}{m}$=1m/s²，
根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系知t=$\frac{v}{a}$=$\frac{6}{1}$=6s，物體就已停止，
所以10s位移由速度位移關(guān)系知x=$\frac{0-{v}^{2}}{-2a′}$=$\frac{{6}^{2}}{2×1}$=18m
答：（1）物體運(yùn)動(dòng)加速度的大小為1.5m/s²；
（2）經(jīng)4s時(shí)間物體速度能達(dá)到6.0m/s；
（3）當(dāng)物體速度為6.0m/s時(shí)，將水平拉力撤去再經(jīng)10s物體通過(guò)的位移是18m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查應(yīng)用牛頓定律求解加速度的能力，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，力學(xué)問(wèn)題共有兩種類(lèi)型：一是由運(yùn)動(dòng)去求力，二是由力去求運(yùn)動(dòng)，它們之間的聯(lián)系橋梁是加速度．注意應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式時(shí)結(jié)合實(shí)際判定時(shí)間是否有效．