问题 问答题

如图所示,质量为4.0kg的物体在与水平方向成37°角、大小为20.0N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,物体与地面间动摩擦因数为0.20,(取g=10m/s2,已知cos37°=0.8,sin37°=0.6);求:

(1)物体的加速度大小;

(2)经过2s撤去F,再经3s时物体的速度大小.

答案

(1)物体受力如图所示,在x轴方向对物体运用牛顿第二定律得:Fcosθ-Ff=ma

在y轴方向由平衡条件得:Fsinθ+FN-mg=0

又因为:Ff=μFN

联立以上三式代入数据解得:a=

Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)
m
=2.6m/s2  

(2)设经过2s时的速度为v1,由匀变速运动公式得:v1=at1=5.2m/s  

撤去F后,据牛顿第二定律有:-μmg=ma'

解得:a′=-μg=-0.20×10 m/s2=-2.0 m/s2

由于t停止=-

v2
a′
=2.6s<3 s=(5-2)s             

则撤去F后,再经3s,即5s末时速度为:v'=0   

答:(1)物体的加速度大小为2.6m/s2

(2)经过2s撤去F,再经3s时物体的速度大小为0.

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