Question

4．如图：质量为2kg可视为质点的小物块放置在水平地面上，现对小物块施加水平外力F=10N，小物块自静止开始运动，4S后撤去外力F．已知小物块与地面的动摩擦因素μ=0.2，g=1Om/s²．
求：
（1）小物块在开始4S内运动的位移．
（2）撤去外力F后小物块运动时间．

Answer 1

分析 （1）对物体受力分析知，物体做匀加速运动，由牛顿第二定律就可求出加速度．用匀变速直线运动的位移公式即可求得位移的大小；
（2）由牛顿第二定律可求出撤去F后物块的加速度，再由速度时间公式求出时间．

解答 解：（1）前4s内，对物块，由牛顿第二定律得
  F-μmg=ma
解得 a=$\frac{F}{m}$-μg=$\frac{10}{2}$-2=3m/s²
物块在开始4S内运动的位移为 x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×3×4²m=24m．
（2）撤去F时物块的速度 v=at=3×4=12m/s
撤去F后物块加速度大小为 a′=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s²，则
撤去外力F后小物块运动时间为 t=$\frac{v}{a′}$=$\frac{12}{2}$=6s
答：
（1）小物块在开始4S内运动的位移是24m．
（2）撤去外力F后小物块运动时间是6s．

点评 分析清楚物体的运动过程，直接应用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律求解即可．