Question

如图，质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.05，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为，g=10m/s²。根据以上条件求：

⑴t=10s时刻物体的位置坐标；

⑵t=10s时刻物体的速度的大小方向；

⑶t=10s时刻水平外力的大小（结果可以用根号表达）。

 

Answer 1

 (1) 设物体的位置坐标（x ，y）,则

x=3.0t=30 m                                                     1分

y=0.2t²=20m                                                     2分

所以t=10s时刻物体的位置坐标(30m，20m)                          1分

(2) 物体在x方向上做匀速运动：v_x=3m/s                                1分

物体y方向上做匀加速运动：加速度a=0.4m/s                         1分

10s时：v_y=at=4m/s                                                1分

t=10s时刻物体的速度的大小:v==5m/s                         1分

方向:与x轴正方向夹角α：tanα=                               1分

(3)滑动摩擦力：f=μmg=1.0N  方向与x轴负方向夹角为α                  1分

在x方向    F_x = f cosα=0.6N                                       1分

在y方向    F_y－f sinα=ma                                         1分                 

解得： F_y =1.6N                                                   1分

故t=10s时刻水平外力的大小：F=             1分