Question

13．如圖所示，在與水平方向成53°的斜向上拉力F作用下，質(zhì)量為0.4kg的小物塊從靜止開始沿水平地面做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)2s運(yùn)動的距離為6m，隨即撤掉F，小物塊運(yùn)動一段距離后停止．已知物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s²．求：
（1）物塊運(yùn)動的最大速度；
（2）F的大�。�

Answer 1

分析 （1）物塊做勻加速直線運(yùn)動，運(yùn)動2s時(shí)速度最大．已知時(shí)間、位移和初速度，根據(jù)位移等于平均速度乘以時(shí)間，求出物塊的最大速度．
（2）由公式v=at求出物塊勻加速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律求F的大�。�

解答 解：（1）物塊運(yùn)動2s時(shí)速度最大．由運(yùn)動學(xué)公式有：
x=$\frac{v}{2}t$
可得物塊運(yùn)動的最大速度為：v=$\frac{2x}{t}$=$\frac{2×6}{2}$=6m/s
（2）物塊勻加速直線運(yùn)動的加速度為：a=$\frac{v}{t}$=$\frac{6}{2}$=3m/s²．
設(shè)物塊所受的支持力為N，摩擦力為f，根據(jù)牛頓第二定律得：
Fcosθ-f=ma
Fsinθ+N-mg=0
又 f=μN(yùn)
聯(lián)立解得：F=3.2N
答：（1）物塊運(yùn)動的最大速度是6m/s；
（2）F的大小是3.2N．

點(diǎn)評 本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式的綜合運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，要注意撤去F前后摩擦力的大小是變化的，但動摩擦因數(shù)不變．