题目内容

9.如图所示,一个放置在水平台面上的木块,其质量为2kg,受到一个斜向下与水平方向成37°角的推力F=10N的作用,使木块从静止开始运动,5s后撤去推力,若木块与水平面间的动摩擦因数为0.1,则木块在水平面上运动的总位移为多少.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

分析 对物体受力分析,根据牛顿第二定律求出物体的加速度,再根据速度和位移公式分别求出5s末物体的速度大小和位移大小.根据牛顿第二定律求出撤去外力时物块的加速度,再结合运动学公式总位移大小.

解答 解:撤去力F前,物体受力如图所示,据牛顿第二定律有
竖直方向上:N-mg-Fsinα=0
水平方向上:Fcosα-f=ma 
f=μN
联立解得:a=2.7m/s2
5s末的速度为:v=at=2.7×5=13.5m/s
5s内的位移为:x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2.7×25$=33.75m
撤去力F后,据牛顿第二定律有:
-f′=ma′
N′-mg=0
f′=μN′
解得加速度为:a′=-μg=-1m/s2
减速运动的位移为x′=$\frac{0-{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{0-13.{5}^{2}}{-2}$=91.125m
所以总位移为x=x+x′=33.75+91.125=124.875m
答:物体在水平面上运动的总位移是124.875m.

点评 解决本题的关键理清物体的运动分为两段,匀加速运动和匀减速运动,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

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