Question

质量为12kg的箱子放在水平地面上，箱子和地面的滑动摩擦因数为0.3，现用倾角为37°的60N力拉箱子，如图所示，3s末撤去拉力，则撤去拉力时箱子的速度为多少？箱子继续运动多少时间而静止？

Answer 1

撤去拉力时箱子的速度为v=at=5.7m/s

箱子继续运动t=1.9s 时间而静止

解析:

选择木箱为研究对象，受力分析如图：

沿水平和竖直方向将力正交分解，并利用牛顿运动定律，得方向：

水平方向： Fcos37°-mN=ma

竖直方向： Fsin37°+N=mg

解得：a=1.9m/s2

v=at=5.7m/s

当撤去拉力F后，物体的受力变为如图，

则由牛顿第二定律得：

mN=mmg=ma`，  a`=mg =3m/s2

t=v/a`=1.9s  

本例考察了支持力和摩擦力的的被动力特征，当主动力F变化时，支持力N摩擦力f都随之变。同时本例还针对已知物体受力情况进而研究其运动情况，这种动力学和运动学综合类问题进行研究。