Question

16．如圖所示，一質(zhì)量m=0.1kg的物體在力F的作用下勻速運動，已知物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.75，力F與水平面的夾角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²．
（1）求力F的大�。�
（2）若勻速運動的速度v₀=15m/s，后來沖上一斜面，假設(shè)斜面光滑，傾角也為θ，沖上斜面時撤去力F，則物體沖上斜面后最先2s內(nèi)的位移為多大？

Answer 1

分析 （1）對物體受力分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，根據(jù)平衡條件列式求解；
（2）沖上斜面后先減速上升、后加速下降，整個過程的加速度不變，即做勻變速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度，根據(jù)位移公式列式求解．

解答 解：（1）對滑塊受力分析，如圖所示：

根據(jù)平衡條件，有：
Fcos37°-f=0
Fsin37°+N=mg
其中：f=μN
聯(lián)立解得：F=$\frac{μmg}{cos37°+μsin37°}$=$\frac{0.75×0.1×10}{0.8+0.75×0.6}$=0.6N
（2）根據(jù)牛頓第二定律，加速度為：
a=$\frac{mgsinθ}{m}=gsinθ$=6m/s²
根據(jù)位移公式，有：
x=${v}_{0}t-\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$15×2-\frac{1}{2}×6×{2}^{2}$=18m
答：（1）力F的大小為0.6N；
（2）物體沖上斜面后最先2s內(nèi)的位移為18m．

點評 本題關(guān)鍵是明確物體的受力情況和運動情況，然后對勻速過程根據(jù)平衡條件列式求解，對變速過程根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式列式求解．