Question

【题目】质量m=5kg的物体在恒定水平推力F=5N的作用下，自静止开始在水平路面上运动，t1=2s后，撤去力F ， 物体又经t2=3s停了下来.物体运动中受水平面滑动摩擦力的大小N.

Answer 1

【答案】2
【解析】因物体在水平面上运动，故只需考虑物体在水平方向上受力即可，在撤去力F前，物体在水平方向上还受方向与物体运动方向相反的滑动摩擦力Ff ， 撤去力F后，物体只受摩擦力Ff.取物体运动方向为正方向.
方法一：设撤去力F时物体的运动速度为v.对于物体自静止开始运动至撤去力F这一过程，由动量定理有（F－Ff）t1=mv
对于撤去力F直至物体停下这一过程，由动量定理有（－Ff）t2=0－mv
联立解得运动中物体所受滑动摩擦力大小为Ff= =2N.
说明：式①②中Ff仅表示滑动摩擦力的大小，Ff前的负号表示Ff与所取正方向相反.
方法二：将物体整个运动过程视为在一变化的合外力作用下的运动过程.在时间t1内物体所受合外力为（F－Ff），在时间t2内物体所受合外力为－Ff ， 整个运动时间（t1+t2）内，物体所受合外力冲量为（F－Ff）t1+（－Ff）t2.
对物体整个运动过程应用动量定理有（F－Ff）t1+（－Ff）t2=0
解得Ff= =2N.
【考点精析】本题主要考查了动量定理的相关知识点，需要掌握动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量；动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值才能正确解答此题．