Question

5．如图所示，一质量m=5kg的滑块在F=15N的水平拉力下，由静止开始做匀加速直线运动，若滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s²．求：
（1）滑块在力F作用下经6s，通过的位移x₁是多大？
（2）6s末撤去拉力F，滑块还能滑行的距离x₂多大？

Answer 1

分析 （1）先根据牛顿第二定律求出滑块运动的加速度，再根据匀变速直线运动的位移公式求出6s内的位移．
（2）由速度公式求撤去F时滑块的速度．再由牛顿第二定律求得撤去F后滑块的加速度，由速度位移公式求滑块还能滑行的距离．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma
解得滑块的加速度为：a=1m/s²．
滑块的位移为：
x₁=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×{6}^{2}$=18m
（2）6s末滑块的速度为：
v=at=1×6=6m/s
撤去拉力后滑块的加速度大小为：
a′=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s²．
撤去拉力后滑行距离为：
x₂=$\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{{6}^{2}}{2×2}$m=9m
答：（1）滑块在力F作用下经6s，通过的位移x₁是18m．
（2）6s末撤去拉力F，滑块还能滑行的距离x₂是9m．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，第2问也可以根据动能定理求解．