题目

如图所示，一个质量m=20kg的物体放在水平地面上。对物体施加一个F的拉力，使物体做初速为零、加速度为0.5m/s2的匀加速直线运动，已知拉力与水平方向的夹角 ，物体与平地面间的动摩擦因数 ， ， ，取重力加速度 。 （1） 求对物体施加的力F的大小； （2） 求物体在4.0s末的瞬时速率； （3） 若在4.0s未时撤去拉力F，求此后物体加速度和物体停下来需要的时间。 答案： 解：对物体进行受力分析，如图所示 以向右为正方向，根据牛顿第二定律以及平衡条件可以得到 水平方向 F⋅cos37°−f=ma 竖直方向 F⋅sinθ+F支=mg 根据摩擦力公式 f=μN=μF支 联立代入数据可以得到 F=100N 解：根据速度与时间的关系可以得到 v=at=0.5×4m/s=2m/s 解：撤去力F后，根据牛顿第二定律得到 −μmg=ma' 则 a'=−μg=−5m/s2 根据位移与速度关系可以得到 x'=0−v22a'=0−22−2×5m=0.4m 需要的时间 t'=va'=25s=0.4s

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