题目内容

如图所示,质量为m的物体在水平恒力F的作用下,由静止开始前进s1后撤去力F,物体与水平面的摩擦力恒为f,物体从开始到最终停止运动的位移是多少?

答案:
解析:

  解析:如图,以运动物体为研究对象,设物体在起始位置为状态1,撤去力F时为状态2,最后停止运动为状态3.从状态1到状态2的过程中,物体在水平方向上受拉力F和摩擦力f的作用,合外力做的功W1=(F-f)s1;从状态2到状态3的过程中,物体在水平方向上仅受摩擦力f作用,合外力做功W2=-f(s-s1).物体在状态1时的动能Ek1=0,在状态2时的动能Ek2mv2,在状态3时的动能为Ek3=0.

  由动能定理可求出物体最终停止运动的总位移.

  根据动能定理,物体从状态1到2的过程,有

  (F-f)s1mv2-0  ①

  物体从状态2到状态3的过程,有:

  -f(s-s1)=0-mv2  ②

  联立①②式可得

  Fs1-fs=0解得s=

  其实该题可直接考虑初末状态,应用动能定理有

  Fs1-fs=0解得s=

  方法归纳:利用动能定理解决力学问题,首先要分析物体的受力,列出各个力所做的功,其次要明确物体的初动能和末动能,然后利用动能定理求解.


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