Question

质量为m=1kg的物体静止放在水平地面上，物块与地面的动摩擦因素?=0.2，现用F=5N的水平恒力作用2s后撤去，求：
（1）撤去F瞬间物块的速度v；
（2）撤去F后，物块还能滑多远；
（3）在这全过程中滑块与地面间产生多少内能．（g=10m/s²）

Answer 1

分析：（1）由牛顿第二定律可得物体的加速度，进而由速度时间关系式可得撤去F瞬间物块的速度v；
（2）撤去拉力后，物体只受摩擦力，且末速度为零，由动能定理可得滑行位移．
（3）由位移时间关系可得2s内的位移，进而由功能关系，可求产生的内能Q等于摩擦做的功．

解答：解（1）前2s内，设加速度为a，时间为t．
根据牛顿第二定律：F-μmg=ma
可得：a=

F-μmg

m

=

5-0.2×1×10

1

m/s2=3m/s2
由：v=at
可得：v=3×2m/s=6m/s
（2）撤去F后加速度为a′，运动时间为t′，还能滑s′，此过程使用动能定理有：-μmgs′=0-

1

2

mv2
可得：s′=

v2

2μg

=9m
（3）前2s内位移为：s=

1

2

at2=6m
全过程总位移：L=s+s′=6m+9m=15m
由功能关系，产生的内能Q：Q=μmgL=30J
答：（1）撤去F瞬间物块的速度v=6m/s；
（2）撤去F后，物块还能滑多远15m；
（3）在这全过程中滑块与地面间产生30J内能．

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，解决加速度，就可以求位移，可以求功．