Question

质量为1kg、初速度v₀=10m/s的物体，受到一个与初速度v₀方向相反，大小为3N的外力F的作用力，沿粗糙的水平面滑动，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，经3s后撤去外力，则物体滑行的总位移为多少？（取g=10m/s²）

Answer 1

分析：分过程对物体进行受力分析，再利用匀加速直线运动和匀减速直线运动的规律求解．

解答：解：设以初速度的方向（向右）为正方向，由牛顿第二定律：
a1=

-F-f

m

=

-3-0.2×10×1

1

m/s²=-5m/s²，
物体从10m/s的初速度到速度减为零所用的时间和位移分别为
t1=

-v0

a1

=2s
x1=

v0

2

t₁=10m
在F作用后2s，由于F＞F_f，物体将反向（向左）做加速运动，加速度为
a2=

-F+f

m

=-1m/s²，
经过1s，位移为x₂，则x2=

1

2

at22=-0.5m
当F撤去后，物体在摩擦阻力作用下做匀减速运动，运动方向还是向左，其加速度为
    a3=

f

m

=

0.2×1×10

1

m/s²=2m/s²      
F撤去时物体具有的速度v=a₂t₂=-1×1m/s=-1m/s
继续运动的位移为x₃，则 x3=

0-v2

2a3

=-0.25m
所以，物体运动的总位移为s=s₁+s₂+s₃=10-0.5-0.25m=9.25m
答：物体滑行的总位移为9.25m．

点评：解本题的关键地方在于分析物体的运动过程，分析清楚物体的运动过程后根据物体加速和减速运动的规律逐个求解．