题目内容

7.如图所示,水平面上质量为10kg的木箱与墙角距离为$\frac{189}{8}$m,某人用F=125N的力,从静止开始推木箱,推力斜向下与水平方向成37°角,木箱与水平面之间的动摩擦因数为0.4.若推力作用一段时间t后撤去,木箱恰好能到达墙角处,则这段时间t为(  ) (取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
A.3sB.$\frac{6}{5}$$\sqrt{5}$sC.$\frac{3}{10}$$\sqrt{70}$sD.$\frac{3}{2}$$\sqrt{7}$s

分析 由题意知木块先做匀加速运动,后做匀减速运动,由速度公式可以求得撤去推力F时的速度,撤去推力后木块做匀减速运动,摩擦力作为合力,产生加速度,由牛顿第二定律可以求得加速度的大小,根据两段总位移列式即可求解.

解答 解:如图所示:撤去力F之前,由牛顿第二定律得:
水平方向:Fcos37°-f=ma1…①
竖直方向:N-mg-Fsin37°=0…②
又有:f=μN…③
由①②③得:a1=3m/s2…④
由运动学公式:vt=v0+at 得:
撤去力F时物块速度:v=3t,
撤去力F后,由牛顿第二定律F=ma  得物块加速度:
 a2=-$\frac{f}{m}$=-μg
解得:a2=-4m/s2…⑤
由运动学公式s1=v0t+$\frac{1}{2}$a1t2及④式得撤去力F时物块位移:
 s1=$\frac{3}{2}$t2
由位移公式 s=$\frac{{v}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2{a}_{2}}$及⑤式,得撤去力F后物块位移:
 s2=$\frac{9}{8}$t2
物块在水平面上的总位移s=s1+s2=$\frac{21}{8}$t2=$\frac{189}{8}$m
解得:t=3s
故选:A

点评 分析清楚物体运动的过程,抓住两个过程之间的联系,直接应用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律求解即可.

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