Question

质量m=10kg的物体放在水平地板上，在沿水平方向拉力F₁=20N的作用下，物体恰好做匀速直线运动．若用F₂=30N的水平拉力作用于物体上，从静止开始作用5.0s撤去拉力F₂．求：
（1）撤去拉力F₂时物体运动的速度大小；
（2）撤去拉力F₂后物体滑行的最大距离．

Answer 1

分析：（1）在拉力F₁作用下，物体做匀速直线运动，可求得摩擦力；由牛顿第二定律可求得用F₂的水平拉力作用于物体时的加速度，由速度公式可求得5s后的速度；
（2）撤去拉力后，物体只受滑动摩擦力，由牛顿第二定律可得加速度，由速度和位移关系可求得滑行的最大距离．

解答：解：（1）物体做匀速运动，所以受力平衡，地板对物体的滑动摩擦力
f=F₁=20N 
物体在F₂作用时，根据牛顿第二定律 F₂-f=ma₁
解得a₁=1.0m/s²
t=5.0s时物体的速度为v₁=a₁t=5.0m/s
（2）撤去拉力F₂后，物体只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律
f=ma₂
解得a₂=2.0m/s²
设撤去拉力F₂后物体滑行的最大距离为s，则v²=2a₂s
解得s=6.25m．
答：（1）5s物体的速度为5.0m/s；（2）撤去拉力F₂后物体滑行的最大距离为6.25m．

点评：本题为牛顿第二定律的应用之一，由受力情况确定物体的运动情况，牛顿第二定律为解决问题的桥梁．