Question

4．如圖：質(zhì)量為2kg可視為質(zhì)點的小物塊放置在水平地面上，現(xiàn)對小物塊施加水平外力F=10N，小物塊自靜止開始運動，4S后撤去外力F．已知小物塊與地面的動摩擦因素μ=0.2，g=1Om/s²．
求：
（1）小物塊在開始4S內(nèi)運動的位移．
（2）撤去外力F后小物塊運動時間．

Answer 1

分析 （1）對物體受力分析知，物體做勻加速運動，由牛頓第二定律就可求出加速度．用勻變速直線運動的位移公式即可求得位移的大小；
（2）由牛頓第二定律可求出撤去F后物塊的加速度，再由速度時間公式求出時間．

解答 解：（1）前4s內(nèi)，對物塊，由牛頓第二定律得
  F-μmg=ma
解得 a=$\frac{F}{m}$-μg=$\frac{10}{2}$-2=3m/s²
物塊在開始4S內(nèi)運動的位移為 x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×3×4²m=24m．
（2）撤去F時物塊的速度 v=at=3×4=12m/s
撤去F后物塊加速度大小為 a′=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s²，則
撤去外力F后小物塊運動時間為 t=$\frac{v}{a′}$=$\frac{12}{2}$=6s
答：
（1）小物塊在開始4S內(nèi)運動的位移是24m．
（2）撤去外力F后小物塊運動時間是6s．

點評 分析清楚物體的運動過程，直接應用牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律求解即可．