Question

质量m=10kg的物体放在水平地板上，在沿水平方向拉力F₁=20N的作用下，物体恰好做匀速直线运动．
（1）若用F₂=40N的水平拉力作用于物体上，从静止开始作用5.0s，求此物体运动的位移大小；
（2）若用与水平方向夹角为37°斜向上的拉力F₃=50N拉此物体，求拉力作用10s时物体的速度大小．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²）

Answer 1

分析：（1）物体做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合位移时间公式求出物体运动的位移大小．
（2）若用与水平方向夹角为37°斜向上的拉力F₃=50N拉此物体，通过物体的合力，结合牛顿第二定律求出加速度，根据速度时间公式求出物体的速度大小．

解答：解：（1）物体做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力，有f=F₁=20N．
则物体的加速度a=

F2-f

m

=

40-20

10

m/s2=2m/s2．
则物体运动的位移x=

1

2

at2=

1

2

×2×25m=25m．
（2）物体与地板间的动摩擦因数μ=

f

N

=

20

100

=0.2．
a=

Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)

m

=

50×0.8-0.2×(100-50×0.6)

10

=2.6m/s²
则物体的速度大小v=at=26m/s．
答：（1）物体运动的位移大小为25m．
（2）拉力作用10s时物体的速度大小26m/s．

点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．注意拉力斜向上拉时，摩擦力的大小发生变化．