问题 问答题

有一质量为10千克的木箱静止在水平面上,木箱与水平地面间的摩擦系数为0.5,用绳子沿与水平成37°角的方向拉木箱前进,绳子的拉力F是100牛,拉木箱前进S1=3m时,若突然松手,则松手后木箱还能运动的位移为多大?现有某同学的解法如下:

拉力F拉木箱前进:Fcosθ=100×0.8=80N

f=μmg=0.5×100=50

Fcosθ-f=ma1

a1=( Fcosθ-f)/m

=[100×0.8-50]/10=(80-50)/10=3 (m/s2

V12=2a1 S1V1=(2a1 S)1/2=(2×3×3)1/2=4.2(m/s)

突然松手:只有摩擦力产生加速度:

f=ma2即  μmg=ma2a2=μg=0.5×10=5(m/s2

V12=2a2 S2      S2=V12/2a2=18/(2×5)=1.8(m)

试判断上述解法是否有误,若有错误之处请加以改正并算出正确的结果.

答案

松手前对木箱进行受力分析,根据牛顿第二定律得:

a1=

Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)
m
=6m/s2

设松手时的速度为v,则有:2a1s1=v2

突然松手:只有摩擦力产生加速度:

f=ma2即  μmg=ma2

a2=μg=0.5×10=5(m/s2)②

v2=2a2S2     ③

由①②③解得:s2=3.6m

所以上述解法是错误的,松手后木箱还能运动的位移为3.6m

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