Question

17．质量为m=2.6kg的物体，放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.4，现对物体施加大小为F，方向与水平成θ=37°角斜向上的作用力，如图所示，求：
（1）对物体施加多大的作用力时物体恰好匀速运动？
（2）物体在F=15N作用下从静止开始，经4s通过的位移是多大？
（3）如果力F=15N作用4s而撤去，则物体在撤去F后还能滑行多远？
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出拉力的大小．
（2）根据牛顿第二定律求出在F=20N作用下物体的加速度，根据匀变速直线运动的位移时间公式求出5s内的位移．
（3）求出5s末的速度，根据牛顿第二定律求出撤去拉力F后的加速度，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出物体还能滑行多远

解答 解：（1）由平衡条件得：Fcosθ=μ（mg-Fsinθ）
代入得：F=10N
（2）由牛顿第二定律得Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）=ma
代入得a=2m/s²
由s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=16m
（3）撤去外力时v=at=8m/s
由牛顿第二定律得-μmg=ma′
由 0=v²+2 a′s′
联立以上，代入数据得s′=8 m．
答：（1）对物体施加10N大的作用力时物体恰好匀速运动
（2）物体在F=15N作用下从静止开始，经4s通过的位移是16m
（3）如果力F=15N作用4s而撤去，则物体在撤去F后还能滑行8m

点评 本题综合运用了力学和运动学知识，加速度是联系前后的桥梁，通过加速度，可以根据力求运动，也可以根据运动求力．本题要注意的是不能认为正压力等于物体的重力