题目内容

11.如图所示,质量为4kg的物块静止于粗糙水平面上,现用一个大小为24N的水平向右的拉力F作用在物块上,水平拉力作用3s而撤去,撤去时物块的速度大小为12m/s.g取10m/s2.求
(1)物块与粗糙水平面间的滑动摩擦因数μ;
(2)撤去拉力后物块还能运动多长时间?
(3)从施加水平拉力开始到物块停止运动,物块发生的总位移是多大?

分析 由速度公式可得物块的加速度,由牛顿第二定律可得滑动摩擦因数;
撤去拉力后,物块受摩擦力作用,根据牛顿第二定律可得物块的加速度,根据速度公式可得物块滑行时间;
物块发生的总位移等于撤去拉力前后物块的位移之和,根据速度位移公式$x=\frac{{v}^{2}}{2a}$可求解

解答 解:由v=at,可得a=$\frac{v}{t}=\frac{12}{3}$=4m/s2
根据牛顿第二定律:F-μmg=ma
代入数据可得:μ=0.2
(2)撤去拉力后,物块受摩擦力作用减速,加速度a′=μg=2m/s2
由v=at,可得物块还能滑行时间t$′=\frac{v}{a′}$=$\frac{12}{2}$=6s
(3)物块发生的总位移x=$\frac{{v}^{2}}{2a}+\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{1{2}^{2}}{2×4}+\frac{1{2}^{2}}{2×2}$=54m
答:(1)物块与粗糙水平面间的滑动摩擦因数为0.2;
(2)撤去拉力后物块还能运动6s
(3)从施加水平拉力开始到物块停止运动,物块发生的总位移是54m

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,并能灵活运用

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