问题 问答题

质量为m=1kg的物体在水平轨道上向右运动,当物体的速度v0=27m/s时,对物体施加一方向斜向左下方与水平面成37°的恒力F=20N,如图所示.已知物体与轨道之间的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10m/s2,求此后物体向右运动的最大距离.(cos37°=0.8.sin37°=0.6)

答案

物体向右做匀减速直线运动,受力如图所示,设此过程中物体的加速度为a,根据牛顿第二定律有:

Fcos37°+f=ma

N=mg+Fsin37°

又因为f=μN

联立方程解得:a=

F(cos37°+μsin37°)+μmg
m

代入数据解得:a=27m/s2

又:0-

v20
=2(-a)s

则,物体向右运动的最远距离为:s=

0-v_2
2(-a)
=
0-272
2(-27)
m=13.5m

答:此后物体向右运动的最大距离为13.5m

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