Question

20．质量m=4kg的物体在F=10N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，撤去F后，经4s物体停下来，求物体做匀速直线运动的速度和撤去力F后的位移．

Answer 1

分析 撤去F前物体做匀速直线运动，合力为零，根据共点力平衡求出物体受到的摩擦力大小．撤去拉力后，根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度大小，结合速度时间公式求出匀减速运动的初速度，即为匀速直线运动的速度．根据平均速度的推论求出撤去F后的位移．

解答 解：撤去F前物体做匀速直线运动，重力和弹力平衡，拉力F与摩擦力f平衡，则有：f=F=10N．
撤去拉力后，根据牛顿第二定律得：
匀减速运动的加速度大小为：a=$\frac{f}{m}$=$\frac{10}{4}$=2.5m/s²．
则匀速直线运动的速度为：v=at=2.5×4m/s=10m/s．
撤去F后物体的位移为：x=$\frac{v+0}{2}t$=$\frac{10}{2}×4$m=20m．
答：物体做匀速直线运动的速度是10m/s，撤去力F后的位移是20m．

点评 本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用，要知道加速度是联系力和运动的桥梁，在动力学问题中是必求的量．