题目内容

一个质量为4kg的物体放在水平地面上.现用60N的水平力推此物体,经过2s可达到20m处,若仍用60N的力推此物体,如图所示,求使物体到达20m处时,推力的最短作用时间?

【答案】分析:第一次:用60N的水平力推此物体,经过2s达到20m处,物体一直做匀加速运动,由运动学公式求出物体的加速度,由牛顿第二定律可求出摩擦力.
第二次:物体先在推力作用下做匀加速运动,后撤去F做匀减速运动,由位移公式得出两段位移与时间的关系,由总位移等于20m及速度关系求出推力的最短作用时间.
解答:解:第一次:设物体所受的摩擦力为f.
由s=得,a==10m/s2
根据牛顿第二定律得,
   F-f=ma
解得  f=20N
第二次:设推力的最短作用时间为t1,撤去推力时物体的速度为v,则
撤去推力后物体的加速度大小为a′==5m/s2
由运动学公式得:
     +=s
解得,v=11.5m/s
=1.15s
答:要使物体到达20m处时,推力的最短作用时间为1.15s.
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,第二次情况,也可以作出速度图象,分析并求解时间.
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