Question

3．质量为10kg的物体在20N水平力作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，运动5秒后撤去水平力．求物体从开始运动到10s末，物体经过的位移和10s末的速度？

Answer 1

分析 （1）开始阶段物体受到重力、水平面的支持力和水平力作用，支持力与重力平衡，物体的合力等于水平力，根据牛顿第二定律求出加速度，由速度公式求解速度．
（2）撤去水平力F后，物体做匀速直线运动，由x=vt求出撤去水平力5s内的位移，再求解总位移．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律得F=ma
a=$\frac{F}{m}$=$\frac{20}{10}$=2 m/s²
10s末的速度V₁=at₁=10m/s
则撤去水平力后物体做匀速直线运动的速度 V₂=V₁=10m/s
（2）水平力作用5s物体的位移s₁=$\frac{1}{2}$a${t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{5}^{2}$=25m
撤去水平力5s内的位移，s₂=v₁t₂=10×5=50m
所以物体从开始运动到10s末，物体经过的位移S=s₁+s₂=25+50=75m．
答：10s末的速度为10m/s，位移为75m．

点评 本题是牛顿第二定律与运动学公式的综合应用，物理过程和受力情况都比较简单．