Question

19．质量为5kg的物体放置在粗糙的水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为0.2．如果从静止开始，受到一个大小为20N、方向水平的恒力作用下，静止开始运动5秒后撤去外力试求：
（1）撤去外力它沿桌面滑行的加速度大小与方向；
（2）撤去外力时的速度；
（3）如果从静止开始，到最后停下来总的位移．

Answer 1

分析 （1）外力撤去水平方向只有摩擦力，根据牛顿第二定律求解加速度；
（2）根据牛顿第二定律求解拉力作用下的加速度大小，再根据速度时间关系求解速度；
（3）根据位移速度关系求解位移大小．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律可得：μmg=ma，
解得：a=μg=2m/s²；
方向与速度方向相反；
（2）拉力作用下的加速度为：a′=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{20N-0.2×5×10}{5}m/{s}^{2}$=2m/s²；
v=a′t=2×5m/s=10m/s；
（3）前后过程加速度大小相等，根据位移速度关系可得：
x=$2×\frac{{v}^{2}}{2a}$=$\frac{100}{2}m$=50m．
答：（1）撤去外力它沿桌面滑行的加速度大小为2m/s²，方向与速度方向相反；
（2）撤去外力时的速度为10m/s；
（3）如果从静止开始，到最后停下来总的位移为50m．

点评 对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁．