题目内容

质量为10kg的物体,在F=30N的水平向右的力作用下,沿水平地面由静止开始运动,在开始运动的第5末撤消水平力,此时物体的位移为25,求物体与地面间的动摩擦因数?撤消后物体在20内的位移?(g=10m/s2
分析:由物体的运动状态可以求得加速度的大小,再由牛顿第二定律可以求得物体与地面间的动摩擦因数;由速度公式可以求得撤去F时刻物体的速度大小;撤去F后,物体在摩擦力的作用下减速运动,先由速度时间关系公式判断减速的总时间,然后由位移公式可以求得滑行的距离.
解答:解:撤消F前,物体做初速度为零的匀加速运动,
由s1=
1
2
a1t12
加速度:a1=
2S1
t
2
1
=
2×25
52
m/s2=2m/s2
根据牛顿第二定律得:F-Ff=ma1
又因为:Ff=μFN=μmg,
联解得:μ=
F-ma1
mg
=
30-10×2
10×10
=0.1
撤消F瞬间物体速度大小:v=a1t1=2×5m/s=10m/s
撤消F后物体加速度大小:a2=
Ff
m
=
μmg
m
=μg=1m/s2
物体速度减为零的时间:t0=
0-v
-a2
=
v
a2
=
10
1
=10s
<20s
故物体20s内的位移等于10s内的位移,为:
s2=
v+0
2
×t0=
10+0
2
×10=50m

答:物体与地面间的动摩擦因数为0.1;撤消后物体在20内的位移为50m.
点评:物体的运动过程可以分为两部分,先是匀加速直线运动,后是匀减速直线运动,由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律可以直接求得,不难.
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