Question

如圖所示，一個質(zhì)量為12kg的物體以v₀=12m/s的初速度沿著水平地面向左運(yùn)動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，物體始終受到一個水平向右、大小為12N的恒力F作用．求：
（1）物體運(yùn)動的加速度大小和方向；
（2）5s末物體受到地面的摩擦力大小和方向；
（3）在5s內(nèi)物體的位移．

Answer 1

分析：（1）物體在水平方向上受到向右的拉力，向右的滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度．
（2）物體向左做勻減速直線運(yùn)動，求出物體速度減小到0所需的時間，比較拉力和滑動摩擦力的大小，判斷物體能否運(yùn)動，從而求出摩擦力的大小和方向．
（3）判斷物體速度為0后能否運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出物體的位移．

解答：解：（1）物體受到向右的滑動摩擦力，f=μF_N=μG=24N
根據(jù)牛頓第二定律得，a=

F+f

m

=

12+24

12

m/s2=3m/s2  方向向右．
    （2）物體減速到0所需的時間t=

v0

a

=

12

3

s=4s
F＜f知物體處于靜止，不再運(yùn)動．
所以f′=F=12N，方向水平向左．
    （3）物體4s末的速度為0，則5s末的速度仍為0．
則5s內(nèi)的位移x=

v02

2a

=

144

2×3

m=24m

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道物體速度減小到0后不再運(yùn)動，因?yàn)槔�力小于最大靜摩擦力，所以物體在5s內(nèi)的位移與4s內(nèi)的位移相等．