Question

2．質(zhì)量為2kg的物體，在水平恒力F=4N的作用下由靜止開始沿水平面運(yùn)動，經(jīng)時間2s后撤去外力F，物體又經(jīng)時間4s后重新靜止．求：
（1）物體所受阻力大��；
（2）該過程物體發(fā)生的總位移．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律求出勻加速直線運(yùn)動和勻減速直線運(yùn)動的加速度，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動和勻減速直線運(yùn)動的速度關(guān)系求出物體所受阻力；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移時間公式求出勻加速直線運(yùn)動和勻減速直線運(yùn)動的位移，從而得出總位移．

解答 解：（1）以物體為研究對象，當(dāng)有水平恒力作用時，物體做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)所受的阻力為f，加速度為a₁，勻加速的位移為x₁，時間為t，末速度為v
牛頓第二定律得：F-f=ma_1…①
由運(yùn)動學(xué)公式：x₁=$\frac{1}{2}$a₁t²…②
             v=a₁t…③④
當(dāng)撤去外力時，物體勻減速直線運(yùn)動，勻減速的初速度等于勻加速的末速度，設(shè)勻減速的加速度為a₂，位移為x₂，
牛頓第二定律得：-f=ma₂…④
由運(yùn)動學(xué)公式：0=v-a₂（2t）…⑤
            x₂=$\frac{1}{2}$a₂（2t）² …⑥
聯(lián)立①③④⑤代入數(shù)據(jù)解之得：f=$\frac{F}{3}$=$\frac{4}{3}$N
（2）物體的總位移為 x=x₁+x₂…⑦
聯(lián)立①③④⑥⑦代入數(shù)據(jù)解之得：x=$\frac{F{t}^{2}}{m}$=$\frac{4×{2}^{2}}{2}$=8m
答：
（1）物體所受阻力大小是$\frac{4}{3}$N；
（2）該過程物體發(fā)生的總位移是8m．

點(diǎn)評 明確多過程運(yùn)動，速度是聯(lián)系前后運(yùn)動的紐帶；加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動，也可以根據(jù)運(yùn)動求力．