Question

14．把一个质量m=2kg的物体放在水平面上，用F=12N的水平拉力使物体从静止开始运动，物体与水平面间的摩擦因素为μ=0.2．物体运动t=2s撤去拉力，g取10m/s²．试求：
（1）2s末物体的瞬时速度；
（2）撤去拉力后物体在水平面上还能滑行的最大距离．

Answer 1

分析 （1）根据匀变速直线运动的运动学公式求出加速度的大小，再根据牛顿第二定律求出2s末物块的速度．
（2）根据牛顿第二定律求出撤去外力后的加速度，匀加速直线运动的末速度为匀减速直线运动的初速度，根据速度位移公式求出匀减速直线运动的位移，从而求出物体在水平面上最大位移．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律：F-μmg=ma
代入数据得：a=4m/s²
则2s末物体的速度为：v=at=4×2=8m/s
（2）撤去外力后，物体受摩擦力作用，设加速度大小为a₁
则：μmg=ma₁
根据速度位移公式得，撤去拉力后物体在水平面上还能滑行的最大距离为：x=$\frac{0-{v}^{2}}{-2a}$
联立两式代入数据得：x=16m
答：（1）2s末物体的瞬时速度为8m/s；
（2）撤去拉力后物体在水平面上还能滑行的最大距离为16m．

点评 本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力．同时还可以运用动能定理来求解．