Question

5．質(zhì)量為5kg的物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)物體以6m/s的初速度向右滑行時，再用水平向右的力F作用于物體上，F(xiàn)=15N．求：
（1）t=2s時物體滑行了多遠？
（2）若物體開始以v₀=6m/s向左運動，求物體的加速度大小和方向？
（3）在上題的基礎(chǔ)上，物體向左運動的最大位移？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度，結(jié)合勻變速直線運動的速度時間公式和位移時間公式求出2s內(nèi)的位移；
（2）受力分析后根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度；
（3）末速度為零，根據(jù)速度位移公式列式求解位移．

解答 解：（1）物體向右運動時受到向左的摩擦力，為：F_f=μF_N=μG=0.2×50N=10N
故a=$\frac{F-f}{m}=\frac{15N-10N}{5}=1m/{s}^{2}$
t=2s時物體的位移：x=${v}_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^{2}=6×2+\frac{1}{2}×1×{2}^{2}=14m$
（2）若物體開始以v₀=6m/s向左運動，摩擦力向右，故加速度為：
a=$\frac{F+f}{m}=\frac{15N+10N}{5}=5m/{s}^{2}$
向右
（3）根據(jù)速度位移公式，有：
x=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2a}=\frac{{6}^{2}}{2×5}=3.6m$
答：（1）t=2s時物體滑行了14m遠；
（2）若物體開始以v₀=6m/s向左運動，物體的加速度大小為5m/s²，方向向右；
（3）在上題的基礎(chǔ)上，物體向左運動的最大位移為3.6m．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學(xué)公式的基本運用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運動，也可以根據(jù)運動求力．