质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进,问:若改用50N拉力、沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平面上前进2.3m,它的速度多大?

问题描述:

质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进,问:若改用50N拉力、沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平面上前进2.3m,它的速度多大?在前进2.3m时撤去拉力,又经过3s,物体的速度多大(g取10m/s2)?

物体匀速运动时,拉力等于摩擦力,则f=20N.
μ=

f
N
20
200
=0.1
根据牛顿第二定律得,Fcosθ-f=ma
N+Fsinθ=mg
f=μN
由上述三式解得a=
Fcosθ−μ(mg−Fsinθ)
m
2.3
2
m/s2
=1.15m/s2
v=
2as
=2.3m/s

撤去拉力后:a1=μg=1m/s2
物体速度减为零所需的时间t1
v
a1
=2.3s<3s
  
知此时物体已停下
所以v1=0
答:物体由静止出发在水平面上前进2.3m,它的速度为2.3m/s,在前进2.3m时撤去拉力,又经过3s,物体的速度为零.