Question

如图所示，质量为m＝2.0 kg的物体静止在水平面上，现用F＝5.0 N的水平拉力作用在物体上，在t＝4.0 s内可使物体产生x＝4.0 m的位移．则物体与水平面间的动摩擦因数μ为多少？要想使物体产生20.0 m的位移，则这个水平拉力最少作用多长时间？(g取10 m/s²)

Answer 1

答案：
解析：

答案：μ＝0.2，这个水平拉力最少作用t1＝8 s． 　　解析：本题是已知力求时间的问题，涉及两种物理情景，在第一种情景中由运动情况x＝at2，可以求出物体加速度a＝0.5 m/s2，通过受力分析可知：F－μmg＝ma得μ＝0.2． 　　在第二种情景中，我们必须看到有两种运动过程：在拉力F作用下使物体做匀加速直线运动，撤去外力以后物体做匀减速直线运动，当物体静止时其发生的位移刚好为20 m． 　　加速过程x1＝a1t12 　　减速过程x2＝a2t22 　　a1＝0.5 m/s2，由牛顿第二定律可知 　　a2＝μmg/m＝μg＝2 m/s2 　　x1＋x2＝20 m 　　a1t12＋a2t22＝20 m　① 　　设加速过程的末速度为vt 　　由加速过程可知vt＝a1t1　② 　　由减速过程可知vt＝a2t2　③ 　　联立②③可得t1＝4t2，代入①可得t1＝8 s．