Question

如图所示，原来静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F=10牛的作用下做匀加速直线运动，2秒内前进了10米，此后，物体进入粗糙水平面运动，且保持力F的大小不变，但使F的方向与水平成θ=37⁰角斜向下时，物体恰能沿粗糙水平面做匀速直线运动．求：
1）物体在2秒末的速度大小；
2）物体的质量；
3）物体与粗糙水平面间的滑动摩擦系数．

Answer 1

分析：根据匀变速直线运动的位移时间公式求出物体的加速度，根据牛顿第二定律求出物体的质量．进入粗糙水平面物体注意匀速直线运动，抓住水平方向和竖直方向平衡求出动摩擦因数．

解答：解：（1）根据x=

1

2

at2得，a=

2x

t2

=

2×10

4

m/s2=5m/s2．
2s末的速度v=at=10m/s．
（2）根据牛顿第二定律得，F=ma，解得m=

F

a

=

10

5

kg=2kg．
（3）在水平方向上有：Fcosθ=f
竖直方向上有：N=mg+Fsinθ
又f=μN
联立三式解得μ≈0.3．
答：（1）物体在2秒末的速度大小10m/s．
（2）物体的质量为2kg．
（3）物体与粗糙水平面间的滑动摩擦系数为0.3．

点评：本题综合考查了共点力平衡、牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，难度不大，需加强这方面的训练．