Question

（08年福州三中期中）（9分）如图所示，质量为1kg、初速度为10m/s的物体沿粗糙水平面滑动，物体与地面之间动摩擦因数为0.2，同时还受到一个与运动方向相反的、大小为3N的水平拉力作用，经3s后撤去外力。求：

      （1）物体运动何时回头；

      （2）物体能够滑行的总位移。（取g＝10m/s²）

Answer 1

解析：（1）根据牛顿第二定律：F+μmg＝ma₁……①（1分）

 

∴物体运动加速度：

 

……②（1分）

 

设：经过t₁时间物体速度减为零，物体前移动s₁距离

 

根据运动学速度公式：v_t＝v₀－a₁t得：

 

……③（1分）

 

(2)……④

 

此后物体往回运动，设加速度为a₂

 

根据牛顿第二定律：F－μmg＝ma₂……⑤（1分）

 

……⑥（1分）

 

设：物体往回运动t₂＝1s后撤去外力时速度为v₁，位移为s₂

 

根据运动学公式：v₁＝a₂t₂＝1×1＝1（m/s）……⑦（1分）

 

……⑧

 

设：此后物体又往前移动距离为s₃

 

根据动能定理：……⑨（1分）

 

……⑩（1分）

 

∴物体总位移s＝s₁－s₂－s₃＝10－0.5－0.25＝9.25（m），方向向右（1分）