题目内容

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?

解:(1)物体的受力情况如图.根据牛顿第二定律,得
Fcos37°-f=ma
Fsin37°+FN=mg
又f=μFN
联立得 a=
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==9.6m
(3)根据动能定理得
-
得到s==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.
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.
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.
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