Question

如图所示，质量为2kg的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用下由静止开始运动．已知力F的大小为5N，物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2，求：
（1）物体由静止开始运动后的加速度为多大？
（2）8s末物体的瞬时速度大小和8s时间内物体通过的位移大小分别为多少？
（3）若8s末撤掉力F，物体还能前进多远？

Answer 1

分析：（1）分析物体的受力情况：物体受到重力、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力．根据牛顿第二定律，运用正交分解法求解加速度．
（2）物体做初速度为零的匀加速运动，由速度公式求出8s末物体的瞬时速度．由位移公式求出位移．
（3）若8s末撤掉力F，物体水平方向受到滑动摩擦力，根据动能定理求出滑行的距离．

解答：解：（1）物体的受力情况如图．根据牛顿第二定律，得
     Fcos37°-f=ma
     Fsin37°+F_N=mg
又f=μF_N
联立得  a=

Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)

m

代入解得a=0.3m/s²；
（2）8s末物体的瞬时速度大小v=at=0.3×8m/s=2.4m/s
8s时间内物体通过的位移大小x=

1

2

at2=9.6m
（3）根据动能定理得
-μmgs=0-

1

2

mv2
得到s=

v2

2μg

=1.44m
答：（1）物体由静止开始运动后的加速度为0.3m/s²；
    （2）8s末物体的瞬时速度大小是2.4m/s；8s时间内物体通过的位移大小是9.6m．
    （3）若8s末撤掉力F，物体还能前进1.44m．

点评：本题是牛顿第二定律、运动学公式和动能定理的综合应用，第（3）问也可以应用牛顿第二定律求出加速度，再由位移公式求解距离．