Question

如图所示，质量m=10kg的物体放在水平地面上，物体与地面的动摩擦因素μ=0.2，g=10m/s²，今用F=50N的水平恒力作用于物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，作用时间t=6s后撤去F，求：
（1）物体在前6s运动的过程中的加速度；
（2）物体在前6s运动的位移
（3）物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功．

Answer 1

分析：（1）对物体受力分析知，物体做匀加速运动，由牛顿第二定律就可求出加速度；
（2）用匀变速直线运动的位移公式即可求得位移的大小；
（3）对全程用动能定理，可以求得摩擦力的功．

解答：解：（1）对物体受力分析，由牛顿第二定律得
  F-μmg=ma，
解得 a=3m/s²，
（2）由位移公式得 X=

1

2

at²=

1

2

×3×6²m=54m．
（3）对全程用动能定理得
  FX-W_f=0
W_f=FX=50×54J=2700J．
答：（1）物体在前6s运动的过程中的加速度是3m/s²；
（2）物体在前6s运动的位移是54m；
（3）物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功为2700J．

点评：分析清楚物体的运动过程，直接应用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律求解即可，求摩擦力的功的时候对全程应用动能定理比较简单．