Question

12．如图所示，一小朋友踩着双踏车在水平路面上匀速直线行驶，速度大小为v₀=2m/s．当前方突然一小朋友出现时，该小朋友采取了紧急刹车措施，双踏车开始匀减速滑行，若人和双踏车的总质量m=25kg，双踏车与地面间的动摩擦因数μ=0.2．求刹车过程中：
（1）双踏车所受摩擦力的大小；
（2）双踏车的加速度a的大小；
（3）双踏车行驶的位移x．

Answer 1

分析 （1）根据滑动摩擦力公式$f=μ{F}_{N}^{\;}$求双踏车所受摩擦力的大小
（2）根据牛顿第二定律求加速度
（3）由运动学公式求行驶的距离

解答 解：（1）双踏车所受摩擦力：$f=μ{F}_{N}^{\;}=μmg=0.2×250=50N$
（2）根据牛顿第二定律，有：μmg=ma
解得：$a=μg=2m/{s}_{\;}^{2}$
（3）物体向右做匀减速直线运动，根据速度位移关系公式，有：
${v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}=2ax$
代入数据：$0-{2}_{\;}^{2}=2（-2）x$
解得：x=1m
答：（1）双踏车所受摩擦力的大小50N；
（2）双踏车的加速度a的大小为$2m/{s}_{\;}^{2}$；
（3）双踏车行驶的位移x为1m．

点评 本题考查了运动学公式和牛顿第二定律的简单应用，根据牛顿第二定律求出加速度，加速度是联系力和运动的桥梁．