Question

一質(zhì)量為5kg的滑塊在F=15N的水平拉力作用下，由靜止開始在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是μ=0.2．（g=10m/s²） 問：
（1）滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度是多大？
（2）滑塊在力F作用5s內(nèi)通過的位移是多大？如果力F作用8s后撤去，則滑塊在撤去力F后5s內(nèi)通過的位移是多大？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出加速度；
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式求出5s內(nèi)通過的位移，根據(jù)速度時(shí)間公式求出8秒末滑塊的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出撤去拉力后的加速度，根據(jù)速度時(shí)間公式求出滑塊還能運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)，從而求出撤去力F后5s內(nèi)通過的位移．

解答：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得：F-μmg=ma₁
解得：a₁=

15-0.2×5×10

5

=1m/s²；
（2）5秒內(nèi)位移：S₁=

1

2

a₁t₁²=

1

2

×1×25=12.5m 
8秒末滑塊的速度：v₂=a₁t₂=8m/s，
設(shè)撤去F后經(jīng)t₃秒滑塊停下，則a₂=-μg=-2m/s²，
設(shè)經(jīng)過t₃后，滑塊停止運(yùn)動(dòng)，則t₃=

0-v2

a2

=4s，
可見，撤去F后滑塊經(jīng)4s即停止，故撤去F后5秒內(nèi)的位移為：
s=

0- v 2 2

2a2

=16m．
答：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度是1m/s²；
（2）滑塊在力F作用5s內(nèi)通過的位移是12.5m，如果力F作用8s后撤去，則滑塊在撤去力F后5s內(nèi)通過的位移是16m

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的直接應(yīng)用，要求勻減速運(yùn)動(dòng)位移時(shí)，要先求出物體停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，難度適中．