Question

【题目】如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面上的A处，A、B间距L=54m，用大小为F=8N，沿水平方向的恒力拉此物体，经过t0=6s物体运动至B处，取g=10m/s2 ．

（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）欲使物体从静止开始运动并能到达B处，求该恒力作用的最短时间．

Answer 1

【答案】
（1）解：设物体的加速度为a，由运动学公式

由牛顿第二定律：F﹣f=ma，f=μN，N﹣mg=0，

联立解得：μ=0.1

答：求物体与地面间的动摩擦因数μ为0.1；

（2）解：设撤去拉力后物体的加速度为a1，由牛顿第二定律：f=ma1

设撤去拉力时物体的速度为v，则在减速阶段v2=2a1x2

加速阶段v2=2ax1，

总位移为x1+x2=L，

其中v=at1，

联立解得：t1=3s

答：欲使物体从静止开始运动并能到达B处，该恒力作用的最短时间为3s

【解析】根据匀变速运动的位移时间关系得出物体的加速度大小，再由牛顿第二定律得出物体的摩擦力大小，进而可以求出动摩擦因数；力作用的时间最短应是物体在力的作用下先做加速运动，运动一段时间后撤去拉力F，物体做减速运动，再由运动学的规律可以得出恒力作用的最短时间．
【考点精析】关于本题考查的匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系，需要了解速度公式：V=V0+at；位移公式：s=v0t+1/2at2；速度位移公式：vt2-v02=2as；以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值才能得出正确答案．