如图所示,一个人用与水平方向成θ=30°角斜向 的推力F推一个重为G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40.求:(1)推力F的大小;(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平,去推这个静止的箱子,且当作用的时间t=3s后撤去推力,则撤去推力后箱子还能运动多长时间?
问题描述:
如图所示,一个人用与水平方向成θ=30°角斜向 的推力F推一个重为G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40.求:
(1)推力F的大小;
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平,去推这个静止的箱子,且当作用的时间t=3s后撤去推力,则撤去推力后箱子还能运动多长时间?
答
(1)对箱子受力分析,受重力、支持力、推力和滑动摩擦力,根据平衡条件,有:
水平方向:Fcos30°-f=0;
竖直方向:Fsin30°+G=N
其中:f=μN
联立解得:
F=
=μG cos30°−μsin30°
=120.3N0.4×200
−0.4×
3
2
1 2
(2)加速解得加速度:a=
=F−μG m
=2m/s2120.3=0.4×200 20
加速过程的末速度为:v=a1t=6 m/s
减速过程加速度大小为μg;
根据速度时间关系公式,有:t=
=v μg
=1.5s6 0.4×10
答:(1)推力F的大小为120.3N;
(2)撤去推力后箱子还能运动1.5s的时间.
答案解析:(1)对箱子受力分析,受重力、支持力、推力和滑动摩擦力,根据平衡条件列式求解;(2)分加速和减速两个过程,先求解加速度,然后根据运动学公式列式求解.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;力的合成与分解的运用.
知识点:本题关键是受力分析后根据平衡条件求解推力;然后受力分析后根据牛顿第二定律确定加速度大小,最后根据运动学公式列式求解.