一个质量为4kg的物体,放在动摩擦因素为0.1的水平面上,开始时处于静止状态,先给它施加一个水平向西的12N的力F1,作用2s后,撤去这个力,同时给它一个水平向东的大小为12N的力F2,又作用2s后,求这物体在这4s内通过的位移与它在第4s末的速度.
问题描述:
一个质量为4kg的物体,放在动摩擦因素为0.1的水平面上,开始时处于静止状态,先给它施加一个水平向西的12N的力F1,作用2s后,撤去这个力,同时给它一个水平向东的大小为12N的力F2,又作用2s后,求这物体在这4s内通过的位移与它在第4s末的速度.
答
知识点:重点是对后2s运动的分析,由于是减速度运动,要判定停止时间,然后依据停止时间,再来分析运动,这也是本题的易错点.
物体受F1作用时的加速度为:a=
=
F1−f m
=2m/s2,位移为:x1=12−0.1×4×10 4
at2=1 2
×2×4=4m,速度为:v=at=2×2m/s=4m/s.方向向西.1 2
受F2作用是的加速度大小为:a′=
=
F2+f m
=4m/s2,物体经t0停止运动:t0=12+0.1×4×10 4
=v a′
s=1s,位移为:x2=4 4
t=v 2
×2m=4m,方向向西.4 2
最后1s的加速度为:a″=
=
F2−f m
=2m/s2,位移为:x3=12−0.1×4×10 4
at2=1 2
×2×1=1m,方向向东.故4s内的位移为:S=x1+x2-x3=4+2-1=5m,方向向西,1 2
4s末的速度为:v=a″t=2×1m/s=2m/s,方向向东.
答:物体在这4s内通过的位移为5m
它在第4s末的速度为2m/s
答案解析:对物体受力分析,前2物体受拉力和摩擦力合力向西,故物体向西加速度运动,由此可以求得前2s的位移和末速度,受F2作用的时候,摩擦力与F2都向东,物体做减速度运动,先判定其停止时间,之后再求后2s的位移.
考试点:匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:重点是对后2s运动的分析,由于是减速度运动,要判定停止时间,然后依据停止时间,再来分析运动,这也是本题的易错点.