Question

某物体质量为m=4kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.5．如图所示，物体在与水平方向成θ=37°角的恒力F作用下，从静止起开始向右加速运动，经过t_l=2.0s后撤去恒力F物体继续向前运动t₂=4.0s后停下．求；恒力F的大小和物体的总位移x．

Answer 1

分析：由受力分析可以得到恒力作用时的合力，由此可以得到物体的加速度，再由撤去拉力后物体只受摩擦力，可以得到撤去后的加速度，然后列速度方程可解的拉力
得到拉力之后，可以得到撤去拉力时的速度，由此可以求得总位移．

解答：解：
撤去力F后，物体所受合力为摩擦力，f=μmg=ma，所以物体的加速度为：a=μg=5m/s²
又V_t=V₀+at
所以可得：0=V_m-at，
所以最快速度V_m=20m/s
由前面可知，F作用在物体上2秒后物体的速度达到20m/s
则有：
20=0+a₀t
解得：
a₀=10m/s²
由牛顿第二定律得：
Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）=ma₀
解得：
F=55N
这一段时间的位移：S₂=

vm

2

t=20m
撤去力F后的位移：S₁=vmt-

1

2

at2=40m
总位移S=40m+20m=60m
答：
拉力为55N
总位移为：60m

点评：本题是牛顿定律比较综合的应用，要熟练掌握运动分析，双过程结合的题目，重点要找结合点的速度．