Question

質(zhì)量為m=4kg的物體與水平地面間的滑動摩擦因數(shù)為μ=0.2，現(xiàn)在F=20N的水平拉力作用下由靜止開始在水平面內(nèi)做勻加速直線運動，g=10m/s²  求：
（1）前2S內(nèi)F對物體所做的功？
（2）2S末物體的動能？
（3）若2S末撤去F，則物體還可以向前運動多遠？

Answer 1

分析：（1）分析物體的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度，由位移公式求出前2S內(nèi)物體的位移，再求F做功．
（2）根據(jù)速度公式求出2s末物體的速度，再求解物體的動能．
（3）撤去F后，滑動摩擦力對物體做功，由動能定理求出物體滑行的距離．

解答：解：
（1）前2s內(nèi)物體的加速度為a=

F-μmg

m

=

20-0.2×4×10

4

m/s²=3m/s²
前2S內(nèi)物體的位移為S=

1

2

at2=

1

2

×3×22m=6m
F對物體所做的功W=FS=20×6J=120J
（2）2s末物體的速度為v=at=6m/s，物體的動能為E_k=

1

2

mv2=

1

2

×4×62J=72J
（3）由動能定理得
-μmgS′=0-E_k
代入解得到S′=9m．
答：
（1）前2S內(nèi)F對物體所做的功是120J．
（2）2S末物體的動能是72J．
（3）若2S末撤去F，物體還可以向前運動9m．

點評：本題是牛頓運動定律、運動學(xué)公式和動能定理的綜合應(yīng)用，選擇解題規(guī)律是關(guān)鍵．涉及力在空間的效應(yīng)，可優(yōu)先考慮動能定理．