如图所示,木块的质量m=2kg,与地面问的动摩擦因数μ=0.2,木块在拉力F=10N作用下,在水平地面上从静止开始向右做匀加速直线运动,3s末撤去外力F.己知力F与水平方向的夹角θ=37°,sin37°=0.

问题描述:

如图所示,木块的质量m=2kg,与地面问的动摩擦因数μ=0.2,木块在拉力F=10N作用下,在水平地面上从静止开始向右做匀加速直线运动,3s末撤去外力F.己知力F与水平方向的夹角θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:

(1)撤去外力前,物体运动的加速度大小.
(2)撤去外力时,物体运动的速度大小.
(3)撤去外力后,木块经过5s滑行的距离为多大.

(1)撤去外力前,木块的受力情况如图所示

水平方向由牛顿第二定律得Fcos37°-f=ma1     ①
竖直方向由平衡得:Fsin37°+FN=mg     ②
又f=μFN
①②③联立三式代入数据解得 a1=2.6m/s2
(2)由公式v=at得:
撤去外力时木块的速度:v=a1t1=2.6×3m/s=7.8m/s
(3)由牛顿第二定律得,
撤去外力后木块运动的加速度为:
a2

μmg
m
=μg=0.2×10m/s2=2m/s2
由v=v0+at得:
木块撤去外力滑行时间为:
t0
v
a2
7.8
2
s=3.9s

所以5s内的位移等于3.9s内的位移,
由运动学公式v2
v 20
=2ax

木块滑行的路程为x=
v2
2a2
7.82
2×2
m=15.21m

答:(1)撤去外力前,物体运动的加速度是2.6m/s2
(2)刚撤去外力时,物体运动的速度是7.8m/s;
(3)撤去外力后,木块经过5s滑行的距离为15.21m.