Question

在水平面上有一质量为4kg的物体，在水平拉力F=9N的作用下由静止开始运动，10s后速度达到10m/s，然后撤去拉力，求：
（1）物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）物体在撤去拉力后经过多长时间停下；
（3）物体从开始运动到最后停下，总共的位移是多大？

Answer 1

分析：（1）物体在F作用下由静止开始做匀加速直线运动，先由运动学求出加速度，再由牛顿第二定律求解物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）撤去F后物体在摩擦力作用下做匀减速运动，先由牛顿第二定律求出加速度，再由速度公式求出滑行时间．
（3）由平均速度求解总位移．

解答：解：（1）物体在F作用下由静止开始做匀加速直线运动过程，由v=a₁t₁，得 a1=

v

t1

=

10

10

m/s2=1m/s2
由牛顿第二定律得  F-μmg=ma₁，得
   μ=

F-ma1

mg

代入解得，μ=0.125    
（2）撤去F后，物体的加速度大小为  a₂=

μmg

m

=1.25m/s²，
滑行时间为 t₂=

v

a2

=8s
（3）物体从开始运动到最后停下，总共的位移是 x=

v

2

(t1+t2)=

10

2

×18m=90m
答：
（1）物体与地面间的动摩擦因数μ是0.125；
（2）物体在撤去拉力后经过8s时间停下；
（3）物体从开始运动到最后停下，总共的位移是90m．

点评：本题由牛顿第二定律和运动学公式结合处理动力学问题，也可以由动量定理求解动摩擦因数μ．