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=
a1t12得
加速度:a1=
=
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=
=
=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=
=
=μg=1m/s2
物体速度减为零的时间:t0=
=
=
=10s<20s
故物体20s内的位移等于10s内的位移,为:
s2=
×t0=
×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.
由s1=
| 1 |
| 2 |
加速度:a1=
| 2S1 | ||
|
| 2×25 |
| 52 |
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 |
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 |
物体速度减为零的时间:t0=
| 0-v |
| -a2 |
| v |
| a2 |
| 10 |
| 1 |
故物体20s内的位移等于10s内的位移,为:
s2=
| v+0 |
| 2 |
| 10+0 |
| 2 |
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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