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5.如图所示,在水平地面上有一个质量为5kg的物体,它受到与水平方向成53°角斜向上的25N的拉力时,恰好做匀速直线运动,g取10m/s2,问:当拉力为50N时,物体的加速度多大?物体由静止开始运动时,2s末物体的位移多大?(sin53°=0.8,cos53°=0.6)

分析 对物体受力分析,抓住竖直方向和水平方向合力为零,根据共点力平衡求出动摩擦因数的大小;
根据牛顿第二定律,抓住竖直方向上的合力为零,结合水平方向上的合力求出物体的加速度.
根据运动学公式求出2s末物体的位移.

解答 解:由题意知,物体受力如图甲所示,由牛顿第二定律可得:
F1cos 53°=Ff1
FN+F1sin 53°=mg②
Ff1=μFN
由①②③式得μ=$\frac{F1cos53°}{mg-F1sin53°}$=$\frac{25×0.6}{5×10-25×0.8}$=0.5
当拉力F2=50 N时,物体受力如图乙所示,由牛顿第二定律得:
F2cos 53°-Ff2=m…④
FN′+F2sin 53°-mg=0…⑤
Ff2=μFN′…⑥
由④⑤⑥式得物体的加速度为:
a=$\frac{50×0.6-0.5×(50-50×0.8)}{5}$=5 m/s2   
根据运动学公式得2s内位移x=$\frac{1}{2}$at2=10 m.
答:当拉力为50N时,物体的加速度是5 m/s2,物体由静止开始运动时,2s末物体的位移是10 m.

点评 本题考考查牛顿第二定律的应用,属于已知受力求运动问题,解决本题的关键能够正确地受力分析,根据牛顿第二定律和共点力平衡进行求解.

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线段OAOBOCODOEOF
数据/cm0.541.532.924.767.009.40
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