题目内容

质量为m=50kg的物体,在大小恒定水平向左的外力F的作用下,沿粗糙水平面从t=0时刻开始做直线运动,如图所示.0时刻物体速度10m/s,方向水平向右,2s末物体速度为零,4s末物体速度2m/s,方向水平向左,g取10m/s2.求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数.
(2)恒定的水平外力F的大小.

解:(1)在0~2s内物体做匀减速直线运动,设加速度大小为a1,则有:
a1===5m/s2
根据牛顿第二定律得:F+f=ma1
在2~4s内物体做匀加速直线运动,设加速度大小为a2,则有:
a2===1m/s2
由牛顿第二定律得:F-f=ma2
又f=μmg
得到 F+μmg=ma1
F-μmg=ma2
联立解得 μ=0.2
(2)由F-f=ma2
F=ma2+f=ma2+μmg=150N
答:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.
(2)恒定的水平外力F的大小为150N.
分析:在0~2s内物体向右做匀减速直线运动,在2~4s内物体向左做匀加速直线运动,根据运动学公式求出加速度的大小,根据牛顿第二定律求解物体与水平面间的动摩擦因数和水平外力F.
点评:本题涉及两个运动过程,情景简单,采用程序法按时间顺序进行分析研究.比较容易.
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