Question

2．質(zhì)量為10kg的物體A原來靜止在水平面上，當(dāng)受到水平拉力F作用后，開始沿直線做勻加速運(yùn)動(dòng)．設(shè)物體在時(shí)刻t的位移為x，且x=2t²，求：
（1）物體所受的合外力；
（2）第4秒末物體的瞬時(shí)速度；
（3）若第4秒末撤去力F，物體再經(jīng)過10s停止運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．g取10m/s²．

Answer 1

分析 （1）由位移公式可求出可求出加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出物體的合外力；
（2）由速度時(shí)間公式可求速度；
（3）由速度時(shí)間關(guān)系求解加速度，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解摩擦力，根據(jù)摩擦力表達(dá)式計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）由題意知物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，
s=$\frac{1}{2}$at²
因?yàn)閤=2t²
知加速度a=4m/s²
由牛頓第二定律：F_合=ma
F_合=40 N
（2）根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系v_t=at
知v_t=4×4=16 m/s
（3）撤去F后，物體僅在摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)10 s停止，其加速度大小為：a′=$\frac{{v}_{0}}{t′}$=$\frac{16}{10}$m/s²=1.6 m/s²
由牛頓第二定律得：F_f=ma′=μmg   
所以μ=$\frac{a′}{g}$=$\frac{1.6}{10}$=0.16
答：（1）物體所受的合外力為40N；
（2）第4秒末物體的瞬時(shí)速度為16m/s；
（3）若第4秒末撤去力F，物體再經(jīng)過10s停止運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.16．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，注意受力分析．