Question

2．如图所示，一个放置在水平台面上的木块，其质量为2kg，受到一个斜向下的、与水平方向成37°角的推力F=20N的作用，使木块从静止开始运动，5s后撤去推力，若木块与水平面间的动摩擦因数为0.25，则木块在水平面上运动的总位移为多少？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 对F存在和撤去状态下的木块分别进行受力分析求得其合外力，进而得到加速度，然后根据匀变速规律求得位移．

解答 解：对木块进行受力分析可知：F作用下，木块受到的合外力为：F₁=Fcos37°-μ（mg+Fsin37°）=8N，那么加速度为：${a}_{1}=\frac{{F}_{1}}{m}=4m/{s}^{2}$，方向向右；
撤去F后，木块受到的合外力为：F₂=μmg=5N，那么加速度为：${a}_{2}=\frac{{F}_{2}}{m}=2.5m/{s}^{2}$，方向向左；
所以，F作用下，木块做匀加速直线运动，位移为：${s}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}=50m$；
撤去拉力F时，木块的速度为：v=a₁t=20m/s
撤去拉力F后，木块做匀减速直线运动，位移为：${s}_{2}=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}=80m$；
所以，木块在水平面上运动的总位移为：s=s₁+s₂=130m；
答：木块在水平面上运动的总位移为130m．

点评 物体运动学问题中，一般分析物体的运动状态得到加速度的表达式，然后对物体进行受力分析求得合外力，最后利用牛顿第二定律联立求解即可．