Question

11．如图所示，质量为m=2kg的物体放在粗糙的水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ=0.2，在大小为F=10N、方向与水平面成37°斜向下的力作用下向右做匀加速直线运动．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）求：
（1）物体受到的滑动摩擦力的大小F_f；
（2）5s内物体的位移的大小x．

Answer 1

分析 （1）以物体为研究对象进行受力分析，由竖直方向的力平衡求出地面对物体的支持力，再求滑动摩擦力的大小F_f；
（2）根据牛顿第二定律求得加速度，再位移公式求5s内物体的位移的大小x．

解答 解：（1）受力分析如图所示

由竖直方向上物体受力平衡得：
    F_N=mg+Fsin37°
则 F_f=μF_N
联立解得 F_f=5.2N
（2）由牛顿第二定律得
  Fcos37°-F_f=ma
得 a=1.4m/s²
由位移公式 x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×1.4×{5}^{2}$m=17.5m
答：
（1）物体受到的滑动摩擦力的大小F_f是5.2N．
（2）5s内物体的位移的大小x是17.5m．

点评 对于牛顿第二定律和运动学公式的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系力和运动的桥梁．