Question

如图所示，木块质量m＝0.78kg，在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a＝2.0m/s²的加速度从静止开始做匀加速直线运动，在3s末时撤去拉力F。已知木块与地面间的动摩擦因数m＝0.4，（sin37°＝0.60，cos37°＝0.80。）求：拉力F的大小以及物体在5s内滑行的总位移。

某同学是这样分析的：由牛顿第二定律可得Fcosq－mmg＝ma，可求出拉力F的大小。物体加速阶段滑行的时间t₁＝3s，位移s₁＝at₁²，末速度v₁＝at₁，减速阶段滑行的时间t₂＝2s，加速度a'＝mg，可求出位移s₂，则滑行的总位移s＝s₁＋s₂。你认为这位同学的分析是否正确，若正确，请列式并完成计算；若不正确，请说明理由，并用你自己的方法算出正确的结果。

Answer 1

             解：不正确。在外力F斜向上时摩擦力大小不等于μmg，而且物体在拉力撤去后继续滑行的时间不是2s。   （1分）

（1）N+Fsinθ = mg   （1分） 

Fcosθ-μN = ma   （1分）

联立方程组，解得拉力N   （1分）

（2）匀加速阶段：m   （1分）

v₁=at₁=2×3=6m/s   （1分）

匀减速阶段：a'= μg =0.4×10 = 4m/s²   （1分）

t₂= v/a' = 6/4 =1.5s        s₂ = v₁t₂/2 = 6×1.5/2 = 4.5m   （1分）

物体在5s内滑行的总位移s = s₁+s₂ = 9+4.5 = 13.5m   （1分）