Question

4．如图所示，一质量m=2kg的物体静止在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ=0.2，现用一水平向右的恒力F推物体，使其做匀加速运动，经时间t=4s撤去推力F时物体的速度V=12m/s．物体又向前滑行了一段距离后停止运动，取g=10m/s²，试求：
（1）该物体运动过程中的加速度；
（2）推物体的水平向右恒力F多大？
（3）撤去推力后该物体还能继续滑行多远？

Answer 1

分析 （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出加速度．
（2）根据牛顿第二定律求出物体受到的作用力；
（3）根据牛顿第二定律求出撤去推力F后的加速度，再根据速度位移公式求出匀减速直线运动的位移．

解答 解：（1）由速度公式可知：
v=a₁t
解得a₁=$\frac{v}{t}$=$\frac{12}{4}$=3m/s²；
（2）根据牛顿第二定律得，有：
F-μmg=ma₁
则F=μmg+ma₁=0.2×20+2×3=10N；
（2）根据牛顿第二定律，物体做匀减速直线运动的加速度${a}_{2}=μg=2m/{s}^{2}$．
则物体匀减速直线运动的位移${x}_{2}=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}=\frac{144}{4}m=36m$
答：（1）该物体运动过程中的加速度为3m/s²；
（2）推物体的水平向右恒力F为10N；
（3）撤去推力后该物体还能继续滑行36m．

点评 解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力．