在一粗糙水平面上,质量为?M=10kg?物体,受到?F=40N?水平向右的力作用,由静止开始运动,物体在?2s?内位移为?4m,2s?末撤掉力?F,重力加速度?g=1

发布时间:2020-08-11 08:26:48

在一粗糙水平面上,质量为?M=10kg?物体,受到?F=40N?水平向右的力作用,由静止开始运动,物体在?2s?内位移为?4m,2s?末撤掉力?F,重力加速度?g=10m/s2,求:
(1)物体与水平面间的滑动摩擦因数?μ;
(2)从静止开始运动后,物体在水平面上的最大位移?S.

网友回答

解:(1)物体在力F的作用下做匀加速直线运动,物体受力分析如图所示:
物体合力F合=F-f??????????????????????
f=μFN???????????????????????????????
FN=mg?????????????????????????????
由牛顿第二定律有:F合=ma???????????
且匀加速直线运动规律有:S=?????
联立上式有:μ=0.2???????????????????
(2)物体在力F作用下,做匀加速直线运动,当撤去力F后物体做匀减速直线运动直到静止.
此时物体受到的合外力:F合=f=μFN
且:FN=mg,F合=ma0
联立求得:a0=μg?????????????????????????
代入数据解得:a0=2m/s2
当撤去力F的时候,物体运动速度:V=at
代入据得:V=4m/s
由运动学规律有:V2=2a0s0
得:S0=4m
物体前进的总位移:L=S+S0?
代入数据得:L=8m
答:(1)物体与水平面间的滑动摩擦因数 μ=0.2.
(2)从静止开始运动后,物体在水平面上的最大位移为8m.
解析分析:(1)根据匀变速直线运动的运动学公式求出加速度的大小,再根据牛顿第二定律求出摩擦力,从而求出滑动摩擦因数.
(2)根据牛顿第二定律求出撤去外力后的加速度,匀加速直线运动的末速度为匀减速直线运动的初速度,根据速度位移公式求出匀减速直线运动的位移,从而求出物体在水平面上最大位移.

点评:本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度可以根据力求运动,也可以根据运动求力.
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