Question

14．如图所示，一质量为m=2kg的物体，在水平恒力F的作用下，从静止开始运动，已知F=20N，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，g=10m/s²，求：
（1）物体运动的加速度大小；
（2）物体运动2s后撤去力F，物体运动的总位移大小．

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律求出加速度；
（2）根据v=at求出撤去拉力时的速度，根据平均速度公式求出匀加速的位移，根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度，再根据速度位移公式求解撤去拉力后的位移，两段位移之和即为总位移；

解答 解：（1）摩擦力为：f=μmg=0.5×2×10=10N
根据牛顿第二定律得：F-f=ma
$a=\frac{F-f}{m}=\frac{20-10}{2}=5m/{s}^{2}$
（2）撤去F时的速度为：v₁=at=2×5=10m/s
撤去F前位移为：x₁=$\frac{1}{2}$v₁t=$\frac{1}{2}×10×2$=10m
撤去F后加速度大小为：a′=μg=0.5×10=5m/s²
撤去力F后的位移为：x₂=$\frac{{{v}_{1}}^{2}}{2a′}=\frac{100}{10}$=10m
总位移为：x=x₁+x₂=10+10=20m
答：（1）物体运动的加速度大小为5m/s²；
（2）物体运动2s后撤去力F，物体运动的总位移大小为20m．

点评 本题主要考查了牛顿第二定律、运动学基本公式、的直接应用，注意撤去拉力前和撤去拉力后加速度是不同的，最后停下来，速度为零，难度不大，属于基础题．