Question

如图所示，一个质量为12kg的物体以v₀=12m/s的初速度沿着水平地面向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体始终受到一个水平向右、大小为12N的恒力F作用．求：
（1）物体运动的加速度大小和方向；
（2）5s末物体受到地面的摩擦力大小和方向；
（3）在5s内物体的位移．

Answer 1

分析：（1）物体在水平方向上受到向右的拉力，向右的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出物体的加速度．
（2）物体向左做匀减速直线运动，求出物体速度减小到0所需的时间，比较拉力和滑动摩擦力的大小，判断物体能否运动，从而求出摩擦力的大小和方向．
（3）判断物体速度为0后能否运动，根据运动学公式求出物体的位移．

解答：解：（1）物体受到向右的滑动摩擦力，f=μF_N=μG=24N
根据牛顿第二定律得，a=

F+f

m

=

12+24

12

m/s2=3m/s2  方向向右．
    （2）物体减速到0所需的时间t=

v0

a

=

12

3

s=4s
F＜f知物体处于静止，不再运动．
所以f′=F=12N，方向水平向左．
    （3）物体4s末的速度为0，则5s末的速度仍为0．
则5s内的位移x=

v02

2a

=

144

2×3

m=24m

点评：解决本题的关键知道物体速度减小到0后不再运动，因为拉力小于最大静摩擦力，所以物体在5s内的位移与4s内的位移相等．