Question

13．一个物体的质量为10kg，以10m/s的速度在水平面上向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，若同时施加一个水平向右的大小为30N的恒力，（g取10m/s²）求
（1）物体在5s时间内位移的大小
（2）物体在5s末时的动能．

Answer 1

分析 （1）物体在恒力作用下作匀加速运动，由牛顿第二定律求出加速度，再由位移公式求出位移．
（2）根据动能定理求物体在5s末时的动能．

解答 解：（1）对物体进行受力分析，由牛顿第二定律得，物体的加速度为：
a=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{F}{m}$-μg=$\frac{30}{10}$-0.1×10=2m/s²．
由位移公式得5s内物体位移为：
s=v₀t+$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=10×5+$\frac{1}{2}$×2×5²=75m
（2）设5s时物体的动能为E_k，根据动能定理得：
（F-μmg）s=E_k-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$                    
代值解之得：E_k=2000J      
答：（1）物体在5s时间内位移的大小是75m．
（2）物体在5s末时的动能是2000J．

点评 本题属于知道受力情况求运动情况的类型，要明确加速度是联系力学和运动学的桥梁，在这类问题中加速度是必求的量，第2小题也可以根据速度公式求出5s末的速度，再求动能．