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如图所示,质量m=1kg的物体,以v0=10m/s的初速度沿粗糙的水平面向右运动,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2;同时物体受到一个与运动方向相反的3N的F的作用,经过3s,撤去外力

网友投稿  2022-08-02 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,质量m=1kg的物体,以v0=10m/s的初速度沿粗糙的水平面向右运动,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2;同时物体受到一个与运动方向相反的3N的F的作用,经过3s,撤去外力F,求物体滑行的总位移.
魔方格

◎ 答案

设以初速度的方向(向右)为正方向,由牛顿第二定律:
a1=
-F-Ff
m
=
-3-0.2×1×10
1
m/s2=-5m/s2
物体从10m/s的初速度到速度减为零所用的时间和位移分别为
t1=
-v0
a1
=2s
s1=
v0
2
t
1
=10m
在F作用后2s,由于F>Ff,物体将反向(向左)做加速度运动,加速度为
a2=
-F+Ff
m
=
-3+0.2×1×10
1
m/s2=-1m/s2
再经过1s,物体从初速度为零做反向加速运动,位移为s2,则
   s2=
1
2
at22=
1
2
×(-1)×12m=-0.5m
           
当F撤去后,物体在摩擦阻力作用下做匀减速运动,运动方向还足向左,其加速度为
    a3=
Ff
m
=
0.2×1×10
1
m/s2=2m/s2      
F撤去时物体具有的速度v=a2t2=-1×1m/s=-1m/s
继续运动的位移为s3,则 s3=
0-v2
2a3
=-0.25m
       
所以,物体运动的总位移为s=s1+s2+s3=10-0.5-0.25m=9.25m
答:物体滑行的总位移为9.25m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量m=1kg的物体,以v0=10m/s的初速度沿粗糙的水平面向右运动,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2;同时物体受到一个与运动方向相反的3N的F的作用,经过3s,撤去外力…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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