Question

質(zhì)量為1kg、初速度v₀=10m/s的物體，受到一個與初速度v₀方向相反，大小為3N的外力F的作用力，沿粗糙的水平面滑動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，經(jīng)3s后撤去外力，則物體滑行的總位移為多少？（取g=10m/s²）

Answer 1

分析：分過程對物體進(jìn)行受力分析，再利用勻加速直線運動和勻減速直線運動的規(guī)律求解．

解答：解：設(shè)以初速度的方向（向右）為正方向，由牛頓第二定律：
a1=

-F-f

m

=

-3-0.2×10×1

1

m/s²=-5m/s²，
物體從10m/s的初速度到速度減為零所用的時間和位移分別為
t1=

-v0

a1

=2s
x1=

v0

2

t₁=10m
在F作用后2s，由于F＞F_f，物體將反向（向左）做加速運動，加速度為
a2=

-F+f

m

=-1m/s²，
經(jīng)過1s，位移為x₂，則x2=

1

2

at22=-0.5m
當(dāng)F撤去后，物體在摩擦阻力作用下做勻減速運動，運動方向還是向左，其加速度為
    a3=

f

m

=

0.2×1×10

1

m/s²=2m/s²      
F撤去時物體具有的速度v=a₂t₂=-1×1m/s=-1m/s
繼續(xù)運動的位移為x₃，則 x3=

0-v2

2a3

=-0.25m
所以，物體運動的總位移為s=s₁+s₂+s₃=10-0.5-0.25m=9.25m
答：物體滑行的總位移為9.25m．

點評：解本題的關(guān)鍵地方在于分析物體的運動過程，分析清楚物體的運動過程后根據(jù)物體加速和減速運動的規(guī)律逐個求解．