Question

【題目】如圖所示，質量m=2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平地面間的動摩擦因數μ=0.5，現對物體施加如圖所示的力F，F=10N、方向與水平方向的夾角θ=37°，且sin37°=0.6，經t=10s后撤去力F，再經一段時間，物體靜止，取g=10m/s2．則：

（1）物體運動過程中的最大速度是多少？

（2）物體運動的總位移是多少？

Answer 1

【答案】（1）5m/s （2）27.5m

【解析】

（1）以物體為研究對象，受到重力、彈力、摩擦力和拉力F，如圖所示：

根據牛頓第二定律得：

則物體受到的摩擦力為：

根據牛頓第二定律得

解得：

又由于撤掉F后，物體在摩擦力的作用下做勻減速直線運動，所以10s時物體具有最大速度：

（2）10s內的位移為：

當撤掉F后，物體在摩擦力的作用下做勻減速直線運動，據牛頓第二定律得勻減速的加速度為：

據運動學公式可知：

解得：

所以總位移為：

代入數據解得：