Question

11．如图所示，一质量为m=2kg的小物体静止放在水平面上的A点，t=0时，物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动．1s末到达B点时速度为8m/s，在B点立即撤去恒力F，最后在3s末停在C点，重力加速度取g=10m/s²，求：恒力F的大小．

Answer 1

分析 物体在前1s内做匀加速运动，在后2s内做匀减速运动，由位移公式求出加速度的大小，然后根据牛顿第二定律求出摩擦力大小．
在F作用的过程，根据运动学公式和牛顿第二定律结合求解恒力F．

解答 解：（1）撤去F后物体的加速度大小为a₂=$\frac{0-{v}_{B}}{{t}_{2}}=\frac{0-8}{2}m/{s}^{2}=-4m/{s}^{2}$
所以摩擦力的大小：f=m（-a）=2×4N=8N
（2）在0-1s时间内，物体的加速度大小为：a₁=$\frac{{v}_{B}-0}{{t}_{1}}=\frac{8-0}{1}m/{s}^{2}=8m/{s}^{2}$，
根据牛顿第二定律得：F-f=ma₁，
则得：F=ma₁+f=2×8+8=24N
答：恒力F的大小是24N．

点评 本题是牛顿第二定律和运动学公式结合处理动力学问题，关键是求出加速度．