质量为m=2kg的物体,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对物体施F=10N的作用力,方向与水平成θ=37°(sin37°=0.6)角斜向上,如图所示,物体运动4s后撤去力F到物体再停止时,通过的总位移是多少?(g=10m/s2 )

问题描述:

质量为m=2kg的物体,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对物体施F=10N的作用力,方向与水平成θ=37°(sin37°=0.6)角斜向上,如图所示,物体运动4s后撤去力F到物体再停止时,通过的总位移是多少?(g=10m/s2 )

加速阶段:mg=FN+Fsinθ
Fcosθ-μFN=ma1
a1=0.5 m/s2
Vt=a1t=2m/s
x1=

1
2
a1t2=1m    
减速阶段:-μmg=ma2
a2=-μg=-5m/s2
-V 2=2a2s
x2=0.4m
x=x1+x2=1.4m     
答:物体通过的总位移是1.4m.
答案解析:根据牛顿第二定律分别求出匀加速直线运动的加速度和撤去外力F后的加速度,然后根据运动学公式求出两段过程的位移,从而得出总位移.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与位移的关系.
知识点:加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度可以根据力求运动,也可以根据运动求力.