问题 问答题

如图所示,质量m=2.0kg的木块静止在水平面上,用大小F=20N、方向与水平方向成θ=37°角的力拉动木块,当木块运动到x=10m时撤去力F.不计空气阻力.已知木块与水平面间的动摩擦因数µ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.g取10m/s2.求:

(1)撤去力F时木块速度的大小;

(2)撤去力F后木块运动的时间.

答案

(1)力F拉动木块的过程中,木块的受力情况如图1所示.根据牛顿运动定律有

Fcos37°-f1=ma1

mg-Fsin37°-N1=0

又因为f1=μN1

代入数据可求得:N1=8.0N,

解得:a1=7.2m/s2

因为:v2=2a1x

所以:v=

2a1x
=12m/s

(2)撤去F后,木块的受图情况如图2所示.根据牛顿运动定律有:

N2-mg=0-f2=ma2

又因为:f2=μN2

代入数据可求得:N2=20N,

解得:a2=-2.0m/s2

因为:v=v+a2t

所以:t=

v-v
a2
=6.0s

答:

(1)撤去力F时木块速度的大小是12m/s;

(2)撤去力F后木块运动的时间是6s.

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