Question

质量为2kg的木箱，静止在水平地面上，在水平恒力F作用下运动4s后它的速度达到4m/s，此时将力F撤去，又经过8s物体停止运动，若地面与木箱之间的滑动摩擦因数恒定，求：
（1）此物体在加速过程中的加速度大小；
（2）物体与水平桌面之间的摩擦力大小；
（3）水平恒力F的大小．

Answer 1

解：（1）撤去F前，物体做匀加速直线运动，由v=v₀+a₁t得
a₁=
（2）撤去F后，物体做匀减速直线运动，由v²=2a₂x得，
a₂==0.5m/s²
由牛顿第二定律得：f=ma₂=1N
（3）加速过程中，根据牛顿第二定律得：
F-f=ma₁
解得：F=f+ma₁=3N
答：（1）此物体在加速过程中的加速度大小为1m/s²；
（2）物体与水平桌面之间的摩擦力大小为1N；
（3）水平恒力F的大小为3N．
分析：（1）撤去F前，物体做匀加速直线运动，已知初速度为0，末速度为4m/s，时间为4s，由速度公式求出加速度；
（2）撤去F后，物体做匀减速直线运动，此过程的初速度为4m/s，位移为16m，末速度为0，由速度-位移公式式求出加度．再由牛顿第二定律求出动摩擦因数．
（3）加速过程中，由牛顿第二定律求出推力F．
点评：本题是运用牛顿第二定律和运动学公式求解的，也可以运用动能定理和动量定理求解．