Question

19．质量为2kg的物体在40N水平推力作用下，1s内沿竖直墙壁从静止开始下滑3m．求：（取g=10m/s²）
（1）物体运动的加速度；
（2）物体与墙间的动摩擦因数；
（3）若在1s末时把水平推力改为140N，请通过分析计算说明物体的运动情况．

Answer 1

分析 （1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度的大小．
（2）木块受重力、压力、墙壁的弹力和摩擦力作用；通过加速度，根据牛顿第二定律求出摩擦力和动摩擦因数的大小．
（3）分析物体受到的摩擦力大小，根据摩擦力与重力的大小关系分析物体的运动．

解答 解：（1）由位移时间公式得：H=$\frac{1}{2}$at²
解得：a=$\frac{2H}{{t}^{2}}$=$\frac{2×3}{1}$=6m/s²
（2）由牛顿第二定律知：mg-f=ma
所以有：f=mg-ma=2×10-2×6=8N
由滑动摩擦力公式f=μN得：μ=$\frac{f}{N}=\frac{8}{40}$=0.2
（3）当推力为140N时，摩擦力变为：f′=0.2×140=28N＞20N；
故物体做减速运动；一般因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力；故物体最终会静止在竖直面上；
答：（1）木块下滑的加速度a的大小为6m/s²．
（2）木块与墙壁之间的滑动摩擦系数为0.2；
（3）物体先做减速运动，最后静止．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，并能正确应用．