题目内容
【题目】如图所示,一个人用与水平方向成= 370角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子以4m/s匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为=0.50.求:
(1)推力F的大小;
(2)若该人不改变力F的大小,只把力的方向变为与水平方向成370角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s撤去后,箱子最多还能运动多长距离?(g取10 m/s2).
【答案】(1)200 N(2)14.4m
【解析】试题分析:(1)对物体进行受力分析,物体做匀速运动故所受合力为0,根据平衡方程求解物体所受推力F的大小;(2)对物体进行受力分析,在拉力F作用下做匀加速运动,由牛顿运动定律求出加速度,从而求出作用2s末的速度,再根据撤去力F后在摩擦力作用下做匀减速运动,再由牛顿运动定律求出减速运动的加速度,根据速度时间关系求解物体还能运动的位移.
(1)对箱子进行受力分析如右图所示
根据力的平衡对箱子有:,且
解得:F=200N
(2)在图乙的情况下,物体先以加速度做匀加速运动,再以加速度做匀减速运动直到停止.
对物体,根据牛顿第二定律得:
由运动学知识有:
当撤去外力F后,根据牛顿第二定律有:
由运动学知识有:
联立解得:
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