Question

如圖所示，質量m=4.0kg的物體與地面的動摩擦因數(shù)μ=0.50，物體在與地面成θ=37°的恒力F作用下，由靜止開始運動，運動0.20s撤去F，又經過0.40s物體剛好停下．（sin37°=0.60）求：
（1）撤去F后物體運動過程中加速度的大小；
（2）撤去F時物體的速度；
（3）F的大小．

Answer 1

分析：（1）求出撤去F后的合力，運用牛頓第二定律求出加速度的大小．
（2）經過0.40s物體剛好停下，根據(jù)勻變速直線運動的速度時間公式求出撤去F后的速度．
（3）根據(jù)勻加速直線運動的速度時間公式求出勻加速直線運動的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出合力，從而求出F的大小．

解答：解：（1）撤去F后物體的受力情況如圖1所示，根據(jù)牛頓運動定律
f=μmg=ma
解得a=μg=5.0m/s²
（2）設撤去F時物體的速度為v，
因為0=v-at   所以v=2.0m/s
（3）物體受恒力F作用時的受力情況如圖2所示，設物體在F作用過程中的加速度為a′，則a′=

v

t′

=10m/s²
根據(jù)牛頓運動定律Fcosθ-f′=ma′
N′+Fsinθ-mg=0
又因為f′=μN′所以F=54.5N   
答：（1）撤去F后物體運動過程中加速度的大小為5.0m/s²．
（2）撤去F時物體的速度為2.0m/s．
（3）F的大小為54.5N．

點評：加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運動，也可以根據(jù)運動求力．