Question

12．质量m=2kg的物体静止在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ=0.4，一个F=10N水平恒力作用在物体上，使物体在水平地面上运动．F作用4s后撤除．（取g=10m/s²）则：
（1）前4s内物体的加速度多大
（2）物体运动前4s内物体发生的位移多大
（3）F撤除后，物体还能滑行多远．

Answer 1

分析 （1）由牛顿第二定律可以求出物体的加速度．
（2）物体做初速度为零的匀加速直线运动，应用匀变速直线运动的位移公式可以求出位移．
（3）撤去拉力后物体做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可以求出加速度，然后应用匀变速直线运动的速度位移公式求出滑行距离．

解答 解：（1）由牛顿第二定律得：a=$\frac{F-f}{m}$=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{10-0.4×2×10}{2}$=1m/s²．
（2）物体做初速度为零的匀加速直线运动，位移：x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×1×4²=8m；
（3）撤除F时物体的速度：v=at=1×4=4m/s，
撤去拉力后，加速度：a′=$\frac{μmg}{m}$=μg=0.4×10=4m/²，
F撤除后物体滑行的距离：s=$\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{{4}^{2}}{2×4}$=2m；
答：（1）前4s内物体的加速度大小为1m/s²．
（2）物体运动前4s内物体发生的位移为8m．
（3）F撤除后，物体还能滑行2m．

点评 本题考查了求加速度、位移问题，分析清楚物体的运动过程、应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题，本题是一道基础题．