Question

6．如图所示，一个质量为m=8.3kg的物体静止在水平面上，现用一个与水平方向成θ=37°角的斜向上的恒力F作用在物体上，2s后物体的速度为4m/s，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.05，g取10m/s²，sin37°=0.6．求：
（1）恒力F作用在物体上10s后，物体运动的位移大小；
（2）恒力F的大小．

Answer 1

分析 根据速度时间公式求出物体的加速度，结合位移时间公式求出物体运动的位移大小．结合牛顿第二定律，抓住竖直方向合力为零，水平方向上有合力求出恒力F的大小．

解答 解：（1）物体匀加速直线运动的加速度a=$\frac{v}{t}=\frac{4}{2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，
10s内物体运动的位移x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×4m$=4m．
（2）物体的受力如图所示，
在竖直方向上有：N+Fsinθ=mg，
水平方向上有：Fcosθ-f=ma，
f=μN，
代入数据解得F=25N．
答：（1）恒力F作用在物体上10s后，物体运动的位移大小为4m；
（2）恒力F的大小为25N．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，难度不大．