题目内容
如图所示,质量m=lkg的物体,开始以v0=l0m/s的初速度沿粗糙的水平面向右运动,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2;同时物体受到一个与初速度方向相反的3N的F的作用,经过3s,撤去外力F,求:(g取l0m/s2)
(1)物体在前3s的位移和平均速度.
(2)物体从运动到静止的整个过程中摩擦力做的功.
解:(1)刚开始,物体受力如图
根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1
t1=
解之得t1=2s<3s
即物体在前3s先向右减速,t1=2s,再向左加速
t2=1s
F-μmg=ma2
前3s总位移为:
方向水平向右
方向水平向右
(2)对整个过程用动能定理得:
-Fx+Wf=0-
解得
Wf=-21.5J
答:(1)物体在前3s的位移向右,为9.5m;平均速度为3.17m/s,向右;
(2)物体从运动到静止的整个过程中摩擦力做的功为-21.5J.
分析:(1)先求解出开始的加速度,判断出速度减为零的时间和位移,然后求出反向加速的位移和时间,最后求出平均速度;
(2)根据动能定理对全过程列方程求解即可.
点评:本题关键是分析清楚滑块的运动情况和受力情况,然后对每个过程根据牛顿第二定律列式求解出加速度,再结合运动学公式和动能定理列式求解.
根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1
t1=
解之得t1=2s<3s
即物体在前3s先向右减速,t1=2s,再向左加速
t2=1s
F-μmg=ma2
前3s总位移为:
方向水平向右
方向水平向右
(2)对整个过程用动能定理得:
-Fx+Wf=0-
解得
Wf=-21.5J
答:(1)物体在前3s的位移向右,为9.5m;平均速度为3.17m/s,向右;
(2)物体从运动到静止的整个过程中摩擦力做的功为-21.5J.
分析:(1)先求解出开始的加速度,判断出速度减为零的时间和位移,然后求出反向加速的位移和时间,最后求出平均速度;
(2)根据动能定理对全过程列方程求解即可.
点评:本题关键是分析清楚滑块的运动情况和受力情况,然后对每个过程根据牛顿第二定律列式求解出加速度,再结合运动学公式和动能定理列式求解.
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