Question

11．一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，在5N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体和地面间的滑动摩擦力是2N．
（1）求物体4s末的速度和4s内发生的位移；
（2）若在4s末撤去拉力，求撤去拉力后物体的滑行时间．

Answer 1

分析 （1）由牛顿第二定律可以求出物体的加速度，然后由速度时间公式求出4s末的速度；由匀变速运动的位移公式可以求出物体位移；
（2）根据牛顿第二定律求解撤去拉力后的加速度，再根据速度时间关系求解减速时间．

解答 解：（1）根据牛顿第二定律：F-f=ma
得：a=$\frac{F-f}{m}=\frac{5-2}{2}m/{s}^{2}=1.5m/{s}^{2}$，
由速度时间公式：v=at₄=1.5×4=6m/s；
物体在4s内发生的位移：x=$\frac{1}{2}a{t}_{4}^{2}=\frac{1}{2}×1.5×{4}^{2}=12m$；
（2）拉力撤去后物体的加速度为：$a′=\frac{f}{m}=\frac{2}{2}=1m/{s}^{2}$
根据速度时间关系可得：0=v-at
代入数据解得：t=6s．
答：（1）物体在4s末的速度6m/s，物体在4s内发生的位移12m；
（2）若在4s末撤去拉力，则撤去拉力后物体的滑行时间为6s．

点评 对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁．