Question

16．质量为2kg的物体放在粗糙的水平面上，摩擦系数为0.2，在与水平成37度角斜向上的力F=5N作用下，从静止开始做匀加速直线运动，问
（1）物体所受滑动摩擦力是多大？
（2）物体的加速度多大？
（3）5秒后物体的位移是多少？（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

分析 （1）分析物体的受力情况，根据竖直方向受力平衡求得水平面对物体的支持力，再求滑动摩擦力．
（2）由牛顿第二定律求得加速度．
（3）物体做匀加速运动，由运动学位移公式求位移．

解答 解：（1）对物体分析受力如图，在竖直方向由于受力平衡，则得：
F_N+Fsin37°=mg
解得：F_N=mg-Fsin37°=2×10-5×0.6=17N
物体所受滑动摩擦力为：
f=μF_N=0.2×17N=3.4N
（2）由牛顿第二定律得：
Fcos37°-f=ma
代入数据解得：a=0.3m/s²；
（3）5秒后物体的位移为：
x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.3×{5}^{2}$m=3.75m
答：（1）物体所受滑动摩擦力是3.4N．
（2）物体的加速度是0.3m/s²．
（3）5秒后物体的位移是3.75m．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，要正确分析受力情况，由牛顿第二定律求得加速度．