Question

如图示，质量为m=2.0kg的物体静止在水平面上，现用F=5.0N 的水平力作用在物体上，在t=4.0s 内物体的位移为s=4.0m，则物体与水平面间的动摩擦因数μ为多少？要想产生s₁=16.0m 的位移，水平拉力作用的最少时间为多少？（ g=10m/s²）

Answer 1

分析：本题第一问运用牛顿第二定律结合位移时间公式即可求出物体与地面之间的动摩擦因数μ的值，第二问的关键是明确水平拉力的最小时间的含义，可设出水平拉力作用的时间，然后根据全过程动能定理并结合位移时间关系联立即可求解．

解答：解：物体的加速度为：a=

2s

t 2

，代入数据解得a=0.5m/

s

2

   
再由：F-μmg=ma    
得  μ=

5-2×0.5

20

=0.2
设水平拉力F作用一段距离s'后撤去，直至物体最终停止的全过程由动能定理：
  F

s

′

-μmg

s

1

=△E_K=0  
解得 

s

′

=

μmgs   1

F

=12.8m
根据  

s

′

=

1

2

at

′2

可得 

t

′

=

2s′ a

=

16

5

=7.16s
答：物体与水平面间的动摩擦因数μ为0.2，水平拉力作用的最少时间为7.16s．

点评：遇到动力学问题，关键是根据物理过程画出示意图和受力分析图，然后选取相应的规律列式求解即可．