Question

质量为0.8kg的物体静止在水平面上，物体与平面间的动摩擦因数为0.25，当物体受到3.6N的水平拉力作用后，物体被拉动，（取g=10m/s²）求：
（1）物体运动5s内通过多大位移？
（2）如果5s后水平拉力撤去，再经过5s物体还能前进多少米？

Answer 1

分析：对物体进行受力分析，通过牛顿第二定律求解物体的加速度，再运用匀变速直线运动的公式求解位移．撤去拉力后物体做匀减速直线运动，要判断到停止所需的时间．

解答：解：（1）对物体受力分析如右图，因为物体在竖直方向处于平衡所以F_N=G
    物体所受滑动摩擦力f=μF_N=2N  
    根据牛顿第二定律F_合=ma 得：
    a₁=

F-f

m

=

3.6-2

0.8

m/s²=2 m/s²  
    根据匀变速直线运动位移时间公式得：
      x₁=

1

2

at²=

1

2

×2×5×5m=25m
    （2）t=5s时的速度为v=a₁t=10m/s    
     拉力撤去后，对物体受力分析如右图，物体做匀减速直线运动．
     根据牛顿第二定律F_合=ma 得：a₂=

f

m

=

2

0.8

m/s²=2.5m/s²   
     由于物体做匀减速直线运动，物体还可运动的时间为t₀=

v

a2

=4s　 
∴4s后物体停止运动，那么物体经过5s前进的距离等于物体经过4s前进的距离．
∴x₂=

a2t02

2

=

1

2

×2.5×4×4m=20m
     答：物体运动5s内通过的位移大小为25m，拉力撤去后再经过5s物体前进了20m．

点评：该题目考查的是牛顿第二定律和运动学公式的基本应用．需要掌握对物体进行受力分析，并能对实际问题进行判断．对于第2问中的位移求解有多种运动学公式可以完成．