Question

（8分）如圖所示，質量m=0.5kg的物體放在水平面上，在F=3.0N的水平恒定拉力作用下由靜止開始運動，物體發生位移x=4.0m時撤去力F，物體在水平面上繼續滑動一段距離后停止運動。已知物體與水平面間的動摩擦因數μ=0.4，重力加速度g取10m/s²。求:

（1）物體在力F作用過程中加速度的大小；
（2）撤去力F的瞬間，物體速度的大小；
（3）撤去力F后物體繼續滑動的時間。

Answer 1

（1）a₁=2m/s²（2）v=4.0m/s（3）t=1s

試題分析：（1）設物體受到的滑動摩擦力為F_f，加速度為a₁，則F_f=μmg
根據牛頓第二定律，物塊在力F作用過程中，有F-F_f=ma₁      （1分）
解得a₁=2m/s²       （1分）
（2）設撤去力F時物塊的速度為v，由運動學公式v² =2a₁x          （1分）
解得 v=4.0m/s         （2分）
（3）設撤去力F后物體的加速度為a₂，根據牛頓第二定律，有  F_f=ma₂
解得 a₂=4m/s²               （1分）
由勻變速直線運動公式得    
解得 t=1s        （2分）