Question

【題目】如圖所示，質量m＝2.0 kg的木塊靜止在高h＝1.8 m的水平臺上，木塊距平臺右邊緣7.0 m，木塊與平臺間的動摩擦因數μ＝0.4.用F＝20 N的水平拉力拉動木塊，木塊向右運動s1＝3.0 m時撤去F.不計空氣阻力，g取10 m/s2，求：

(1)F作用于木塊的時間；

(2)木塊離開平臺時的速度；

(3)木塊落地時距平臺邊緣的水平距離．

Answer 1

【答案】（1）6.0 m/s2 1.0 s （2）2.0 m/s （3）1.2 m

【解析】(1)對木塊進行受力分析，根據牛頓第二定律，有：

F－f＝ma，

由豎直方向平衡得mg－FN＝0，

摩擦力f＝μFN，

由運動學公式有s1＝at2，

代入數據得a＝6.0 m/s2，t＝1.0 s.

(2)設木塊離開平臺時的速度為v，拉力F撤去時木塊只受摩擦力作用，

加速度a1＝＝μg＝4 m/s2

速度v1＝at＝6 m/s

則由運動學公式有v－v2＝2a1s2，其中s2＝7.0 m－3.0 m＝4.0 m，

代入數據得v＝2.0 m/s.

(3)設木塊在空中運動的時間為t′，落地時距平臺邊緣的水平距離為s′，根據運動學公式h＝gt′2，s′＝vt′，

代入數據解得s′＝1.2 m.