Question

如图所示，水平面上质量m=3.0kg的金属块，在一水平恒力F的作用下，以速度v₀=8.0m/s的速度向右做匀速直线运动，金属块与水平间的动摩擦因数μ=0.4（g=10m/s²）求：
（1）F的大小；
（2）如果从某时刻起撤去F，则撤去F后，金属块还能在水平面上滑行多少时间？

Answer 1

分析：（1）根据物体做匀速直线运动，合力为零，根据共点力平衡求出恒力F的大小．
（2）根据牛顿第二定律求出撤去F后的加速度，结合速度位移公式求出金属块还能滑行的距离．

解答：解：（1）物体在水平方向上作匀速直线运动，由二力平衡得：
F=F_f=μmg=0.4×3.0×10 N=12 N
（2）撤去F后，根据牛顿第二定律 F_合=ma=F_f 得：
a=-μg=-0.4×10 m/s²=-4 m/s²
由运动学公式 v_t²-v₀²=2as
解得：s=8 m
答：（1）F的大小为12N．（2）如果从某时刻起撤去F，则撤去F后，金属块还能在水平面上滑行8m．

点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．本题也可以通过动能定理进行求解．