Question

某物體質量為m=4kg，與水平地面間的動摩擦因數為μ=0.5．如圖所示，物體在與水平方向成θ=37°角的恒力F作用下，從靜止起開始向右加速運動，經過t_l=2.0s后撤去恒力F物體繼續向前運動t₂=4.0s后停下．求；恒力F的大小和物體的總位移x．

Answer 1

解：
撤去力F后，物體所受合力為摩擦力，f=μmg=ma，所以物體的加速度為：a=μg=5m/s²
又V_t=V₀+at
所以可得：0=V_m-at，
所以最快速度V_m=20m/s
由前面可知，F作用在物體上2秒后物體的速度達到20m/s
則有：
20=0+a₀t
解得：
a₀=10m/s²
由牛頓第二定律得：
Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）=ma₀
解得：
F=55N
這一段時間的位移：S₂==20m
撤去力F后的位移：S₁==40m
總位移S=40m+20m=60m
答：
拉力為55N
總位移為：60m
分析：由受力分析可以得到恒力作用時的合力，由此可以得到物體的加速度，再由撤去拉力后物體只受摩擦力，可以得到撤去后的加速度，然后列速度方程可解的拉力
得到拉力之后，可以得到撤去拉力時的速度，由此可以求得總位移．
點評：本題是牛頓定律比較綜合的應用，要熟練掌握運動分析，雙過程結合的題目，重點要找結合點的速度．