Question

如圖所示，質(zhì)量為m＝2.0 kg的物體靜止在水平面上，現(xiàn)用F＝5.0 N的水平拉力作用在物體上，在t＝4.0 s內(nèi)可使物體產(chǎn)生x＝4.0 m的位移．則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多少？要想使物體產(chǎn)生20.0 m的位移，則這個(gè)水平拉力最少作用多長時(shí)間？(g取10 m/s²)

Answer 1

答案：
解析：

答案：μ＝0.2，這個(gè)水平拉力最少作用t1＝8 s． 　　解析：本題是已知力求時(shí)間的問題，涉及兩種物理情景，在第一種情景中由運(yùn)動(dòng)情況x＝at2，可以求出物體加速度a＝0.5 m/s2，通過受力分析可知：F－μmg＝ma得μ＝0.2． 　　在第二種情景中，我們必須看到有兩種運(yùn)動(dòng)過程：在拉力F作用下使物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，撤去外力以后物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體靜止時(shí)其發(fā)生的位移剛好為20 m． 　　加速過程x1＝a1t12 　　減速過程x2＝a2t22 　　a1＝0.5 m/s2，由牛頓第二定律可知 　　a2＝μmg/m＝μg＝2 m/s2 　　x1＋x2＝20 m 　　a1t12＋a2t22＝20 m�、� 　　設(shè)加速過程的末速度為vt 　　由加速過程可知vt＝a1t1�、� 　　由減速過程可知vt＝a2t2�、� 　　聯(lián)立②③可得t1＝4t2，代入①可得t1＝8 s．