问题
计算题
一质量为m=1kg的木箱在水平地面上沿直线向右运动,到达A处时木箱开始受到F=4N的水平恒力作用,此后木箱继续沿同一直线运动,经过t=2s到达B处,木箱在B处的速度与在A处的速度大小相同。已知木箱与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,求木箱在这2s内的位移。
答案
解:依题意可知,木箱先向右做匀减速直线运动,速度减小为零后向左做匀加速直线运动,如图所示。
设木箱在A处向右的速度大小为v,经过t1速度减小为零,位移大小为s1,加速度大小为a1,
由牛顿第二定律F+μmg=ma1
v=a1t1
(方向水平向右)
设再经过t2到达B处,木箱速度大小仍为v,位移大小为s2,加速度大小为a2,
由牛顿第二定律F-μmg=ma2
(方向水平向左)
又t1+t2=2s 则木箱这2s内的位移s=s2-s1
联立解得s=1.5m
位移方向水平向左。