Question

14．某同学用5N的水平力拉着一物块在水平地面上以1m/s的速度做匀速直线运动，如图所示．撤去拉力后，物块减速直至静止用时2s．
（1）在减速运动的过程中，物块在水平方向上所受到的力为多少N？
（2）为了描述物体运动速度变化的快慢，物理学中引入了加速度的概念，即速度的变化量△v与发生这一变化所用的时间△t的比值，通常用a表示，表示物体速度变化的快慢，即a=$\frac{△v}{△t}$，单位m/s²，撤去拉力后，物块在做减速运动的过程中的加速度是多少m/s²？
（3）牛顿第二定律告诉我们：物体的加速度a的大小跟它所受到的作用力F成正比，跟它的质量m成反比，可表示a=$\frac{F}{m}$，其中质量m的单位是kg．试求该同学所拉物块的质量是多少kg．

Answer 1

分析 （1）物体做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力，故可求滑动摩擦力；
（2）（3）利用公式带入数字求解．

解答 解：（1）当物体做匀速直线运动时，F=f=5N，
撤去拉力后，物块减速运动的过程中，物体所受的摩擦力还是滑动摩擦力，力的大小只与压力、接触面粗糙程度有关，故f=5N；
（2）由题意可得，物块在做减速运动的过程中的加速度是：
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{1m/s-0}{2s}$=0.5m/s²；
（3）由题意，根据牛顿第二定律，a=$\frac{F}{m}$，
则有，m=$\frac{F}{a}$=$\frac{f}{m}$=$\frac{5N}{0.5m/{s}^{2}}$=10kg．
答：（1）在减速运动的过程中，物块在水平方向上所受到的力为5N；
（2）物块在做减速运动的过程中的加速度是0.5m/s²；
（3）该同学所拉物块的质量是10kg．

点评 本题主要考查滑动摩擦力以及高中物理知识下移的加速度、牛顿第二定律，有一定的难度．