Question

质量为m=4kg的物体与水平地面间的滑动摩擦因数为μ=0.2，现在F=20N的水平拉力作用下由静止开始在水平面内做匀加速直线运动，g=10m/s²  求：
（1）前2S内F对物体所做的功？
（2）2S末物体的动能？
（3）若2S末撤去F，则物体还可以向前运动多远？

Answer 1

分析：（1）分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，由位移公式求出前2S内物体的位移，再求F做功．
（2）根据速度公式求出2s末物体的速度，再求解物体的动能．
（3）撤去F后，滑动摩擦力对物体做功，由动能定理求出物体滑行的距离．

解答：解：
（1）前2s内物体的加速度为a=

F-μmg

m

=

20-0.2×4×10

4

m/s²=3m/s²
前2S内物体的位移为S=

1

2

at2=

1

2

×3×22m=6m
F对物体所做的功W=FS=20×6J=120J
（2）2s末物体的速度为v=at=6m/s，物体的动能为E_k=

1

2

mv2=

1

2

×4×62J=72J
（3）由动能定理得
-μmgS′=0-E_k
代入解得到S′=9m．
答：
（1）前2S内F对物体所做的功是120J．
（2）2S末物体的动能是72J．
（3）若2S末撤去F，物体还可以向前运动9m．

点评：本题是牛顿运动定律、运动学公式和动能定理的综合应用，选择解题规律是关键．涉及力在空间的效应，可优先考虑动能定理．