Question

5．質(zhì)量為0.5g的木塊靜止在水平面上它在水平力F=2.5N作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s，速度達(dá)到2m/s，若這是撤去力F，試求
（1）撤去力F前木塊的加速度a．
（2）撤去力F后還要經(jīng)過(guò)多少時(shí)間，木塊才停下來(lái)．
（3）木塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)的總位移是多少．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出木塊的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出摩擦力的大小，撤去拉力后，再根據(jù)牛頓第二定律求出木塊的加速度，從而求出木塊繼續(xù)滑行的時(shí)間，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出木塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停讓運(yùn)動(dòng)的總位移．

解答 解：（1）施加F作用時(shí)的加速度：$a=\frac{v}{t}$=$\frac{2}{2}$=1m/s²
（2）根據(jù)牛頓第二定律有：F-f=ma，解得f=F-ma=2.5-0.5×1N=2N．
撤去F后，木塊的加速度a′=$\frac{f}{m}$=$\frac{2}{0.5}$=4m/s²
木塊滑行到停止所需的時(shí)間t′=$\frac{0-v}{a′}$=$\frac{-2}{-4}$=0.5s
木塊勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移x₁=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×{2}^{2}$=2m
木塊勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移x₂=$\frac{1}{2}a′t{′}^{2}$=$\frac{1}{2}×4×0．{5}^{2}$=0.5m
木塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停讓運(yùn)動(dòng)的總位移x=x₁+x₂=2.5m．
答：（1）撤去力F前木塊的加速度為1m/s²．
（2）經(jīng)過(guò)0.5s，木塊停止；
（3）木塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停讓運(yùn)動(dòng)的總位移是2.5m．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，通過(guò)加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動(dòng)，也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)求力．