Question

7．如图所示，水平面上质量m=3.0kg的金属块，在一水平恒力F的作用下，以速度v₀=8.0m/s的速度向右做匀速直线运动，金属块与水平间的动摩擦因数μ=0.4（g=10m/s²）求：
（1）F的大小；
（2）如果从某时刻起撤去F，则撤去F后1秒末金属块的动能是多少？

Answer 1

分析 （1）根据平衡知，F的大小与滑动摩擦力大小相等方向相反；
（2）求得撤去F后1s的速度，根据动能表达式求金属块的动能．

解答 解：（1）因为金属块做匀速直线运动，根据平衡可知，拉力F的大小与滑动摩擦力的大小相等有：
F=f_滑=μF_N=μmg=0.4×10×3N=12N
（2）撤去F后，金属块在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律知，减速运动时的加速度大小
a=$\frac{{f}_{滑}}{m}=μg=4m/{s}^{2}$
根据速度时间关系可知，1s末金属块的速度为：v=v₀-at=8-4×1m/s=4m/s
所以此进金属块的动能为：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×3×{4}^{2}J=24J$
答：（1）F的大小为12N
（2）撤去F后1s末金属块的动能为24J．

点评 本题属于动能考查的基础题，掌握动能的基础内容是正确解题的关键．