Question

如图，用大小为F=10N、与水平方向夹角为θ=37°的力推着放在水平地面上质量为m=2kg的木块以v₀=15m/s作匀速直线运动．问
（1）物块受地面弹力大小为多大？
（2）物块与地面间的滑动摩擦力为多大？
（3）物块与地面间的摩擦系数是多大？
（4）若某时刻将拉力F撤去，木块在撤去F后4s内的平均速度是多少？10秒内通过的位移是多大？

Answer 1

分析：（1）对物体受力分析知，其受重力，推力，支持力，摩擦力，由竖直方向平衡列方程求N；
（2）由水平方向受力平衡列方程；
（3）由滑动摩擦力公式求动摩擦因数；
（4）先由牛顿第二定律求出撤去力后的加速度大小，然后根据运动学公式求解平均速度和位移．

解答：解：因为匀速，所以合力为零．画受力图

（1）竖直方向：N=Fsinθ+mg=10sin37°+2×10=26（N）
（2）水平方向：f=Fcosθ=10cos37°=8（N）
（3）f=μN   所以μ=0.3
（4）撤去F后：f=μN=μmg=0.3×20=6（N）
a=-

f

m

=-

6

2

=-3（m/s² ）
到停下末速度为v_t=0历时t=

△v

a

=

-15

-3

=5（s）
4s末的瞬时速度v₁=v₀+at₁=15+（-3）×4=3（m/s）
4s内的平均速度v=

1

2

（v₀+v₁）=9（m/s）

所以10s内位移与5s内相同：S=（v_t²-v₀²）

1

2a2

=

0-152

2×(-3)

=37.5m．
答：（1）物块受地面弹力大小为26N．
（2）与地面间的滑动摩擦力为8N．
（3）块与地面间的摩擦系数是0.3．
（4）若某时刻将拉力F撤去，木块在撤去F后4s内的平均速度是9m/s，10s通过的位移是37.5m．

点评：本题考查了受力分析与牛顿第二定律以及运动学公式的应用，基础题．