Question

如圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個(gè)幼兒用與水平面成53°角的恒力拉著它沿水平面運(yùn)動，已知拉力F=4.0N，玩具的質(zhì)量m=0.5kg，經(jīng)過時(shí)間t=2.0s，玩具移動了距離x=4.8m，這時(shí)幼兒松開手，玩具又滑行了一段距離后停下來．（取g=10m/s²．sin53°=0.8，
cos53°=0.6）
（1）玩具在松手之前的加速度？
（2）全過程玩具的最大速度是多大？
（3）松開手后玩具還能滑行多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)x=

1

2

at2求出加速度．
（2）松手時(shí)，玩具的速度最大，根據(jù)v=at求出最大速度．
（3）松手前做勻加速運(yùn)動，根據(jù)加速度求出合力，從而求出摩擦力和支持力，即可求出動摩擦因數(shù)．松手后對玩具進(jìn)行受力分析，求出合力從而求出加速度，根據(jù)x=

0-v2

-2a

求出還能滑行的距離．

解答：解：（1）由x=

1

2

at2，得a=

2x

t2

=2.4m/s²．
（2）松手時(shí)，玩具的速度最大，v=at=2.4×2m/s=4.8m/s．
（3）對松手前玩具進(jìn)行受力分析（如下左圖）
Fcos53°-f=ma，
N+Fsin53°=mg
得：f=1.2N，N=1.8N．
所以μ=

f

N

=

1.2

1.8

=

2

3

松手后對玩具進(jìn)行受力分析（如下右圖）
a′=

f

m

=

μmg

m

=μg=

20

3

m/s2
所以還能滑行的距離x′=

0-v2

-2a′

=

4．82

40 3

m=1.728m

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵對物體進(jìn)行受力分析，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁．根據(jù)運(yùn)動，可求出加速度，從而求出力，根據(jù)力，可求出加速度，從而可求出運(yùn)動學(xué)中的物理量．