Question

9．一个质量m=10kg的物体在10N的水平拉力作用下沿水平面以5m/s的速度匀速运动，当某时刻拉力大小变为20N而方向保持不变，则在此之后的10秒钟内物体运动的位移为多少？

Answer 1

分析 先研究物体匀速运动的过程，根据平衡条件求出滑动摩擦力的大小；再研究拉力增大后物体做匀加速运动的过程，根据牛顿运动定律求得加速度大小，根据位移公式计算位移的大小．

解答 解：物体在水平拉力 F₁=10N的作用下做匀速直线运动时，根据平衡条件知物体所受的滑动摩擦力大小：f=F₁=10N
当拉力增大后物体做匀加速运动时，根据牛顿第二定律有 F₂-f=ma
可得  a=1m/s²
物体做匀加速运动的初速度为5m/s，则在此之后的10秒钟内物体运动的位移为：
  x=v₀t+$\frac{1}{2}$at²=5×10+$\frac{1}{2}$×1×10²=100m．
答：在此之后的10秒钟内物体运动的位移为100m．

点评 此题是平衡条件和牛顿运动定律的简单应用，要知道匀速直线运动加速度为零，合力为零，注意受力分析即可解答．