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如图所示,质量m=4.0kg的物体与地面的动摩擦因数μ=0.50,物体在与地面成θ=37°的恒力F作用下,由静止开始运动,运动0.20s撤去F,又经过0.40s物体刚好停下.(sin37°=0.60)求:
(1)撤去F后物体运动过程中加速度的大小;
(2)撤去F时物体的速度;
(3)F的大小.

解:(1)撤去F后物体的受力情况如图1所示,根据牛顿运动定律
f=μmg=ma
解得a=μg=5.0m/s2
(2)设撤去F时物体的速度为v,
因为0=v-at 所以v=2.0m/s
(3)物体受恒力F作用时的受力情况如图2所示,设物体在F作用过程中的加速度为a′,则=10m/s2
根据牛顿运动定律Fcosθ-f′=ma′
N′+Fsinθ-mg=0
又因为f′=μN′所以F=54.5N
答:(1)撤去F后物体运动过程中加速度的大小为5.0m/s2
(2)撤去F时物体的速度为2.0m/s.
(3)F的大小为54.5N.
分析:(1)求出撤去F后的合力,运用牛顿第二定律求出加速度的大小.
(2)经过0.40s物体刚好停下,根据匀变速直线运动的速度时间公式求出撤去F后的速度.
(3)根据匀加速直线运动的速度时间公式求出匀加速直线运动的加速度,根据牛顿第二定律求出合力,从而求出F的大小.
点评: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.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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科目:高中物理 来源: 题型:

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