Question

如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F=4.0N，玩具的质量m=0.5kg，经过时间t=2.0s，玩具移动了距离x=4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下来．（取g=10m/s²．sin53°=0.8，
cos53°=0.6）
（1）玩具在松手之前的加速度？
（2）全过程玩具的最大速度是多大？
（3）松开手后玩具还能滑行多远？

Answer 1

分析：（1）根据x=

1

2

at2求出加速度．
（2）松手时，玩具的速度最大，根据v=at求出最大速度．
（3）松手前做匀加速运动，根据加速度求出合力，从而求出摩擦力和支持力，即可求出动摩擦因数．松手后对玩具进行受力分析，求出合力从而求出加速度，根据x=

0-v2

-2a

求出还能滑行的距离．

解答：解：（1）由x=

1

2

at2，得a=

2x

t2

=2.4m/s²．
（2）松手时，玩具的速度最大，v=at=2.4×2m/s=4.8m/s．
（3）对松手前玩具进行受力分析（如下左图）
Fcos53°-f=ma，
N+Fsin53°=mg
得：f=1.2N，N=1.8N．
所以μ=

f

N

=

1.2

1.8

=

2

3

松手后对玩具进行受力分析（如下右图）
a′=

f

m

=

μmg

m

=μg=

20

3

m/s2
所以还能滑行的距离x′=

0-v2

-2a′

=

4．82

40 3

m=1.728m

点评：解决本题的关键对物体进行受力分析，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．根据运动，可求出加速度，从而求出力，根据力，可求出加速度，从而可求出运动学中的物理量．