Question

14．一个静止在水平地面上的物体，质量是10kg，物体与地面的滑动摩擦因数为0.4，在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动．（g=10m/s²）
（1）物体的受力情况如何？（画出受力分析图）
（2）物体所受的合力是多少？
（3）求出物体运动的加速度？
（4）根据运动学公式，求物体在4s末的速度和4s内的位移．

Answer 1

分析 （1）按照受力方向的顺序依次分析物体的受力即可；
（2）根据矢量合成的方法即可求出物体受到的合外力；
（3）根据牛顿第二定律求出物体的加速度；
（4）根据速度时间公式求出4s末的速度，根据位移时间公式求出4s内的位移．

解答 解：（1）在水平地面上的物体受到重力、地面的支持力和摩擦力、拉力F共四个力的作用，如图；

（2）物体在竖直方向受到的合外力等于0，水平方向：F_合=F-F_f=F-μmg=60-0.4×10×10=20 N
（3）由牛顿第二定律得：a=$\frac{{F}_{合}}{m}=\frac{20}{2}=2$ m/s² 
  （4）4s末的速度：v=at=2×4=8 m/s
位移：x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{4}^{2}=16$ m
答：（1）物体的受力如图；
（2）物体所受的合力是20N
（3）物体运动的加速度是2m/s²；
（4）根据运动学公式，物体在4s末的速度是8m/s，4s内的位移是16m．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，要知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，正确应用运动学公式进行分析．