Question

14．如圖所示，靜止在水平面上的物體，所受重力為200N，物體和水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等．求下列情況中物體受到的摩擦力和加速度（取重力加速度g=10m/s²）：
（1）當(dāng)給物體施加一個水平向左、大小為F₁=10N的拉力時；
（2）當(dāng)給物體施加一個水平向左、大小為F₂=30N的拉力時．
（3）分別求出上述兩種情況下，物體10秒內(nèi)的位移？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)物體受力小于最大靜摩擦力時，物體靜止，由二力平衡可以求得物體受到的靜摩擦力；
（2）當(dāng)受力大于最大靜摩擦力時，物體滑動，則由滑動摩擦力的公式求得滑動摩擦力．由牛頓第二定律可求得加速度
（3）利用運動學(xué)公式求的位移

解答 解：（1）最大靜摩擦力為：f_m=μN=0.1×200 N
因為拉力  F=10N＜20N
物體靜止，摩擦力f=F=10N
加速度為：a=0           
（2）因為拉力  F=30N＞20N   
物體運動，滑動摩擦力f=20N 
根據(jù)牛頓第二定律F_合=ma 得：
F-f=ma
物體受到的加速度：
a=$\frac{30-20}{20}$=0.5m/s²
（3）在第一種情況下物體靜止，故位移為0
第二種情況下位移為$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}=25m$
答：（1）給物體施加一個水平向左、大小為F₁=10N的拉力時；摩擦力為10N；加速度為0；
（2）當(dāng)給物體施加一個水平向左、大小為F₂=30N的拉力時，摩擦力為20N．加速度為0.5m/s²
（3）兩種情況下，物體10秒內(nèi)的位移分別為0，25m

點評 本題考查摩擦力大小的計算及牛頓第二定律，要注意首先明確物體受到的滑動摩擦力還是靜摩擦力，然后再由兩種摩擦力的計算方法求出