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10.如圖所示,質量m為5kg的物塊(可看做質點)在外力F1和F2的作用下正沿某一水平面向右做勻速直線運動.已知F1大小為50N,方向斜向右上方,與水平面夾角為37°,F(xiàn)2大小為30N,方向水平向左,物塊的初速度v0大小為11m/s.當物體運動到距初始位置距離x0=5m時,撤掉F1,則
(1)求物塊與水平地面之間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)求撤掉F1以后,物塊向右運動速度變?yōu)榱愕臅r間?
(3)求撤掉F1以后,物塊在6S末距初始位置的距離?

分析 (1)物塊做勻速運動,根據(jù)共點力的平衡條件和摩擦力的計算公式求解動摩擦因數(shù);
(2)根據(jù)牛頓運動定律求解撤掉F1后減速運動的加速度和減速運動時間;
(3)先由運動學的公式求出減速的位移;再求出向左加速運動的位移,然后求解物塊在6S末距初始位置的距離.

解答 解:(1)物塊做勻速運動,根據(jù)共點力的平衡條件可得:f+F2=F1cosα,
摩擦力為:f=μ(mg-F1sinα),
聯(lián)立得:μ=0.5;
(2)撤掉F1后減速運動的加速度為:{a}_{1}=\frac{{F}_{2}+μmg}{m}=\frac{30+25}{5}m/{s}^{2}=11m/{s}^{2}
設經(jīng)過t1向右運動速度變?yōu)?,有:{t}_{1}=\frac{{v}_{0}}{{a}_{1}}=\frac{11}{11}s=1s,
(3)此時向右位移,有:{x}_{1}=\frac{{v}_{0}}{2}{t}_{1}=\frac{11}{2}×1=5.5m
后5s物塊向左運動的加速度為:{a}_{2}=\frac{{F}_{2}-μmg}{m}=\frac{30-25}{5}=1m/{s}^{2}
后5s向左位移為:{x}_{2}=\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{2}^{2}=\frac{1}{2}×1×{5}^{2}=12.5m
物塊在6S末距初始位置的距離為:△x=x2-(x0+x1)12.5-(5+5.5)=2m.
答:(1)物塊與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.5.
(2)撤掉F1以后,物塊向右運動速度變?yōu)榱愕臅r間是1s;
(3)撤掉F1以后,物塊在6S末距初始位置的距離為2m.

點評 對于牛頓第二定律的綜合應用問題,關鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運動學的計算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學和運動學的橋梁.

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