Question

9．如图所示，质量m=0.5kg的物体放在水平面上，在F=3N的水平恒定拉力作用下由静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，g=10m/s²，求：
（1）物体在力F作用过程中加速度的大小；
（2）4s末的速度；
（3）4s内的位移．

Answer 1

分析 （1）对物体受力分析，根据牛顿第二定律，即可求出加速度；
（2）根据速度时间关系公式，结合加速度即可求出；
（3）根据速度时间公式求解位移大小．

解答 解：（1）设物体受到的滑动摩擦力为F_f，加速度为a，则F_f=μmg
根据牛顿第二定律，物块在力F作用过程中，有F-F_f=ma     
解得：a=$\frac{F-μmg}{m}=\frac{3-0.4×5}{0.5}m/{s}^{2}$=2m/s²        
（2）根据匀变速直线运动的速度时间关系可得：
v=at=2×4m/s=8m/s；                  
（3）根据匀变速直线运动位移时间关系可得：
x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×16m=16m$．
答：（1）物体在力F作用过程中加速度的大小为2m/s²；
（2）4s末的速度为8m/s；
（3）4s内的位移为16m．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道物体在整个过程中的运动规律，以及知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．