Question

质量为10kg的物体，在F=30N的水平向右的力作用下，沿水平地面由静止开始运动，在开始运动的第5s末撤去水平力F，此时物体的位移为25m（g=10m/s²），求：
（1）物体与地面间的动摩擦因数？
（2）撤去F时物体的速度？
（3）撤去F后物体还能滑行的距离？

Answer 1

分析：（1）由物体的运动状态可以求得加速度的大小，再由牛顿第二定律可以求得物体与地面间的动摩擦因数；
（2）由速度公式可以求得物体的速度大小；
（3）撤去F后，物体在摩擦力的作用下减速运动，由位移公式可以求得滑行的距离．

解答：解：（1）撤消F前，物体做初速度为零的匀加速运动，
由s1=

1

2

a1t12得
加速度：a1=

2s1

t12

=

2×25

52

m/s2=2m/s2
根据牛顿第二定律得：F-F_f=ma₁，
又因为：F_f=μF_N=μmg，
联解得：μ=

F-ma1

mg

=

30-10×2

10×10

=0.1
（2）撤消F瞬间物体速度大小：v=a₁t₁=2×5m/s=10m/s
（3）撤消F后物体加速度大小：a2=

Ff

m

=

μmg

m

=μg=1m/s2
撤消F后物体滑行距离：s2=

0-v2

2(-a2)

=

102

2×1

m=50m，
答：（1）物体与地面间的动摩擦因数是0.1；
（2）撤去F时物体的速度是10m/s；
（3）撤去F后物体还能滑行的距离是50m．

点评：物体的运动过程可以分为两部分，先是匀加速直线运动，后是匀减速直线运动，由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律可以直接求得，比较简单．