质量是3kg的物体静止在水平地面上,现受到向右的水平拉力F的作用,从静止开始以3m/s2的加速度作匀加速运动,若经过6s后将力F撤去,物体以2m/s2的加速度作匀减速运动,最后停止下来,试求(g=10m/s2)(1)水平拉力F的大小.(2)物体通过的总位移.
问题描述:
质量是3kg的物体静止在水平地面上,现受到向右的水平拉力F的作用,从静止开始以3m/s2的加速度作匀加速运动,若经过6s后将力F撤去,物体以2m/s2的加速度作匀减速运动,最后停止下来,试求(g=10m/s2)
(1)水平拉力F的大小.
(2)物体通过的总位移.
答
当撤去F时有
v=at=3×6m/s=18m/s
撤去后:
μmg=ma′
μ=
=a′ g
=0.22 10
由牛顿第二定律有
F-μmg=ma
解得:
F=μmg+ma=0.2×3×10+3×3=15N
(2)撤去之前的位移:s1=
at2=1 2
×3×62m=54m1 2
撤去之后的位移:s2=
=v2 2a
m=81m182
2×2
总位移为:s=s1+s2=54+81=135m
答:(1)水平拉力F的大小为15N.
(2)物体通过的总位移为135m.
答案解析:(1)由速度时间关系可得撤去拉力时的速度,由撤去拉力后的加速度可得摩擦因数,进而由牛顿第二定律可得拉力
(2)由运动学可得两段时间内的位移,则可求得总位移
考试点:加速度与质量的关系图像;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.