Question

2．放在水平面上的物体质量为m，由静止开始在水平力F作用下前进了s，撤去水平力F，此后物体又前进了s而停止．
求：（1）物体受到的阻力；
（2）物体运动的最大动能是多少；
（3）物体运动的最大速度是多少．

Answer 1

分析 物体在运动过程中，力F和摩擦力做功，根据动能定理，对整个过程研究，求出物体在运动中受到的摩擦力的大小．分析物理过程明确最大速度及其发生的位置．

解答 解：（1）设物体在运动中受到的阻力的大小为f，对整个过程运用动能定理得：
    Fs-2fs=0-0
解得：f=$\frac{F}{2}$；
（2）由题意可知，当拉力撤去的瞬间，物体的速度达最大，由动能定理可知：E_Km=$\frac{1}{2}$mv_m2=Fs-fs；
解得：E_Km=$\frac{1}{2}$mv_m²=Fs-fs=（F-$\frac{F}{2}$）s=$\frac{Fs}{2}$；
（3）由（2）问可知：v_m=$\sqrt{\frac{2（F-f）s}{m}}$=$\sqrt{\frac{Fs}{m}}$．
 答：（1）物体受到的阻力为$\frac{F}{2}$；
（2）物体运动的最大动能是$\frac{Fs}{2}$；
（3）物体运动的最大速度是$\sqrt{\frac{Fs}{m}}$．

点评 本题涉及力在空间的累积效果，可优先运用动能定理．也可以由牛顿第二定律和运动学公式结合分析．