Question

13．一個放在水平面上的木塊質(zhì)量m為2kg．在水平方向受到F₁、F₂的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F₁=10N，F(xiàn)₂=8N，動摩擦因數(shù)μ=0.2．重力加速度g=10m/s²，求
（1）木塊受到的摩擦力的大小、方向；
（2）撤去力F₂后，木塊的加速度的大小和方向；
（3）若撤去力F₂瞬間，恰有一小動物以v=6m/s的速度勻速同方向飛經(jīng)木塊．則木塊要經(jīng)過多少時間能追上該小動物．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡條件列式求解靜摩擦力；
（2）撤去力F₂后，根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度；
（3）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式和位移關(guān)系、時間關(guān)系列式求解．

解答 解：（1）木塊在水平方向受到F₁、F₂的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F₁=10N，F(xiàn)₂=8N，根據(jù)平衡條件，靜摩擦力為：
f₀=F₁-F₂=10-8=2N  與F₂同向，向左；
（2）滑動摩擦力：f=μN(yùn)=μmg=0.2×2×10=4N
撤去力F₂后，物體受重力、支持力、推力F₁、滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有：
F₁-f=ma
解得：
a=$\frac{{F}_{1}-f}{m}=\frac{10-4}{2}=3m/{s}^{2}$  向右
（3）撤去力F₂瞬間，恰有一小動物以v=6m/s的速度勻速同方向飛經(jīng)木塊，追趕過程，有：
vt=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
解得：
t=0（開始時刻）或t=$\frac{2v}{a}=\frac{2×6}{3}=4s$
答：（1）木塊受到的摩擦力的大小為2N，方向向左；
（2）撤去力F₂后，木塊的加速度的大小為3m/s²，方向向右；
（3）若撤去力F₂瞬間，恰有一小動物以v=6m/s的速度勻速同方向飛經(jīng)木塊．則木塊要經(jīng)過4s時間能追上該小動物．

點(diǎn)評 本題是已知受力情況確定運(yùn)動情況的問題，關(guān)鍵是先根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度，然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式列式求解，基礎(chǔ)題目．