Question

如图所示，质量m=1.0kg的物体静止水平面上，水平恒力F=3.0作用于物体上，使物体从静止开始运动，经时间t=2.0s撤去拉力F，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.15，取g=10m/s²．求：
（1）撤去拉力F的瞬间，物体速度的大小；
（2）撤去拉力F后，物体在水平地板上还能滑行多远？

Answer 1

分析：（1）作出物体在恒力作用下运动的受力分析图，根据牛顿第二定律求出物体运动的加速度；根据运动学公式求出在恒力作用下的末速度；
（2）作出物体撤去恒力后的受力分析图，根据牛顿第二定律求出加速度，再根据速度位移关系公式求出撤去恒力后物体继续滑行的位移大小．

解答：解：（1）以m为研究对象，受力情况如图所示：

设物体在恒力作用下的加速度为a₁，
根据牛顿运动定律：a₁=

F-f

m

=

F-μmg

m

=

3-0.15×10

1.0

m/s²=1.5m/s²．
2.0s时的速度：v=a₁t=1.5×2.0m/s=3m/s
（2）撤去恒力后，受力如图

加速度大小：a₂=

f

m

=μg=1.5m/s²，
则撤去恒力后物体继续滑行的位移：x=

v2

2a2

=

32

2×1.5

m=3m；
答：（1）撤去拉力F的瞬间，物体速度的大小为3m/s；
（2）撤去拉力F后，物体在水平地板上还能滑行3m远．

点评：解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力．