题目内容

7.如图所示,质量为5kg的物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,现用F=25N与水平方向成θ=37°的力拉物体,使物体由静止加速运动,10s后撤去拉力,(g=10m/s2),求:
(1)物体在两个阶段的加速度各是多少;
(2)物体从运动到停止总的位移.

分析 (1)物体先做匀加速运动,后做匀减速运动,对两个阶段物体的受力进行分析,运用牛顿第二定律求出物体的加速度.
(2)由运动学公式求出物体在两个阶段的位移,从而得到总位移.

解答 解:(1)物体做匀加速运动的过程,物体的受力情况如图所示,则由牛顿第二定律有:
水平方向有:Fcos37°-f=ma
竖直方向有:N+Fsin37°=mg
又 f=μN
联立三式代入数据解得:a=2.6m/s2
撤去拉力后,物体的加速度大小为:a′=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s2
(2)10s末物体的速度为:v=at=2.6×10=26m/s
撤去拉力前物体的位移:s1=$\frac{{v}^{2}}{2a}$=$\frac{2{6}^{2}}{2×2.6}$m=130m
撤去拉力后物体的位移:s2=$\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{2{6}^{2}}{2×2}$m=169m
则物体的总位移:s=s1+s2=299m
答:(1)物体在两个阶段的加速度各分别是2.6m/s2和2m/s2
(2)物体从运动到停止总的位移是299m.

点评 本题属于已知受力情况求解运动情况的类型,加速度是将力与运动联系起来的桥梁,通过分析受力,由牛顿第二定律求加速度是解决本题的关键.

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