Question

如图所示，质量为m=1Kg的物体以v₀=20m/s的初速度沿粗糙的水平面向左运动，物体与地面的动摩擦因数μ=0.4，同时物体受到一个始终向右的6N的力F作用，经过3s，撤去外力F，求物体滑行的总位移？（g=10m/s²）

Answer 1

第一段运动过程：物体在力F的作用下，向左先做匀减速直线运动，
加速度a₁=

F+ Ff

m

=

(F+μmg )

m

=

(6+0.4×1×10)

1

 m/s=10 m/s²，
设经过时间t₁ 物体速度减为0，根据V=V₀+at 得：0=20-10t₁，
解得t₁=2s；
这2s内的位移为：x₁=

v0t

2

=

20×2

2

 m=20m，
第二段运动过程：向右做匀加速直线运动，
加速度a₂=

F-Ff

m

=

(6-0.4×1×10)

1

=2 m/s²，
力F撤去瞬间物体的速度：V=a₂×t₂=2×1 m/s=2m/s，
这1s的位移：x₂=

vt2

2

=2×

1

2

 m=1m，
第三段运动过程：向右做匀减速直线运动，
加速度a₃=

μmg

m

=μg=0.4×10 m/s²=4 m/s²
运动时间t₃=

v

a3

=

2

4

s=0.5s，
这0.5s的位移：x₃=

vt3

2

=2×

0.5

2

 m=0.5m，
物体滑行的总位移：x=x₁+x₂+x₃=21.5m．
答：物体滑行的总位移为21.5m．