题目内容

5.光滑水平面上有一个直角坐标系xOy,如图是其俯视图,质量为m=2kg的滑块静止在坐标原点O,从某时刻起,滑块受到两个共点力F1,F2的共同作用(F1,F2均为恒力),开始沿x轴正方向运动.其中F1的大小为20N,方向与x轴正方向成θ=37°,F2的大小为15N.求:
(1)F2的方向;
(2)滑块加速度的大小.

分析 (1)由几何关系可明确F2的方向;
(2)由几何关系求出合力,再由牛顿第二定律可求得加速度.

解答 解:(1)由题意可知,合力方向沿x轴方向,F1与水平方向的夹角为37°;$\frac{{F}_{2}}{{F}_{1}}$=$\frac{15}{20}$=$\frac{3}{4}$=tanθ;则由几何关系可知,F2与F1相互垂直;故F2的方向为与x轴成53°;
(2)物体受到的合力F=$\frac{20}{cos37°}$=$\frac{20}{0.8}$=25N;
则由牛顿第二定律可知:a=$\frac{F}{m}$=$\frac{25}{2}$=12.5m/s2
答:(1)F2与x轴成53°;(3)滑块加速度为12.5m/s2

点评 本题考查牛顿第二定律及受力分析规律,要注意正确利用几何关系进行分析.

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