Question

9．质量为m=2kg的物体，放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对物体施水平向右F=20N的作用力，如图所示，物体运动4s后撤去力F到物体再停止时，
（1）撤去拉力后再经过多少时间物体停止
（2）通过的总路程是多少？

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律求出物体匀加速运动和撤去拉力后的加速度，结合运动学公式求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移和时间，从而求出物体通过的总路程．

解答 解：根据牛顿第二定律得：a₁=$\frac{F-f}{m}$=$\frac{20-0.5×20}{2}$m/s²=5m/s²．
物体做匀减速直线运动的加速度：a₂=$\frac{f}{m}$=μg=5m/s²．
前4s内的位移：x₁=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}$×5×16m=40m
4s末的速度：v=a₁t=20m/s
减速时间：${t}_{2}=\frac{v}{{a}_{2}}=\frac{20}{5}=4s$
则物体做匀减速直线运动的位移：
x₂=$\frac{v}{2}{t}_{2}$=$\frac{20}{2}×4$=40m
则总路程：s=x₁+x₂=80m．
答：（1）撤去拉力后再经过4s时间物体停止；
（2）通过的总路程是80m．

点评 本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．