Question

16．一质量m=10kg的物体静止在水平面上，在F=20N的水平恒力作用下开始运动．取g=l0m/s²，则：
（1）若水平面光滑，求物体的加速度大小；
（2）若水平面光滑，求物体2s末的速度大小；
（3）若水平面粗糙，且物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，求物体的加速度大小．

Answer 1

分析 （1）光滑水平面上物体受重力、支持力和水平拉力，由牛顿第二定律求解加速度，
（2）由速度公式求出2s末的速度；
（3）粗糙水平面上物体受重力、支持力和摩擦力、水平拉力，由牛顿第二定律求解加速度．

解答 解：（1）光滑水平面上物体受力分析如图所示：

由牛顿第二定律得：
物体的加速度大小：a=$\frac{F}{M}=\frac{20}{10}=2m/{s}^{2}$ 
（2）2s末的速度大小为：v=at=2×2m/s=4m/s        
（3）对物体进行受力分析如图所示：

由牛顿第二定律得：
物体的加速度大小：${a}_{1}=\frac{F-{F}_{f}}{m}=\frac{F-μ{F}_{N}}{m}=\frac{F-μmg}{m}=\frac{20-0.1×10×10}{10}=1m/{s}^{2}$
答：（1）若水平面光滑，求物体的加速度大小为2m/s²；
（2）若水平面光滑，求物体2s末的速度大小为4m/s；
（3）若水平面粗糙，且物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，物体的加速度大小为1m/s²．

点评 解答本题关键掌握运动学的速度公式和位移公式，以及牛顿第二定律，常见的基础题．