题目内容
9.质量为m=2kg的物体,在水平拉力F=6N的作用下,由静止开始运动,力F持续作用5s后撤去.已知物体与水平面间的动摩擦因素为μ=0.2,g=10m/s2.求:(1)物体的最大速度大小;
(2)物体全程的总位移大小;
(3)力F所做的功.
分析 (1)分析物体的运动过程可知物体在撤去拉力时速度最大,由牛顿第二定律可求得物体的加速度,再根据速度公式即可求得物体的速度;
(2)由位移公式求出加速过程的位移,再根据牛顿第二定律求出撤去拉力后加速度,由速度和位移公式可求得撤去拉力后的位移,从而求出总位移;
(3)对加速过程根据功的公式可求得力F的功.
解答 解:(1)物体水平方向受拉力和摩擦力的作用,由牛顿第二定律可知:
F-μmg=ma
代入数据
解得:a=1m/s2;
5s末物体的速度最大,最大速度v=at=1×5=5m/s;
(2)加速过程的位移为:x1=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}×2×25$=25m;
撤去拉力后,物体的加速度为:a=μg=0.2×10=2m/s2
静止时前进的位移为:x2=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}$=$\frac{{5}^{2}}{2×2}$=6.25m;
故总位移为:x=x1+x2=25+6.25=31.25m;
(3)力F的功为:W=Fx1=6×25=150J;
答:(1)物体的最大速度大小为5m/s;
(2)物体全程的总位移大小为31.25m
(3)力F所做的功为150J
点评 本题考查牛顿第二定律的应用以及功的计算,关键在注意体会两个过程的关系,明确加速度在联系力和运动中的桥梁作用,同时掌握好功的计算公式的应用.
练习册系列答案
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