Question

如圖，質(zhì)量為m＝2kg的物塊放置在水平地面上，在水平外力F的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知物塊與地面的動(dòng)磨擦因數(shù)μ＝0.2，且力F與物塊的速度大小保持懶定的關(guān)系（N）取　試求：

（1）試通過(guò)列式說(shuō)明物塊的最終狀態(tài)如何？并求出物塊速度大小為v=2m/s時(shí)的加速度大小。

（2）若物塊達(dá)到這個(gè)狀態(tài)歷時(shí)t₀=4s,求這一過(guò)程中的位移S。

(3)  求物塊的位移為S₁=20m經(jīng)歷的時(shí)間t。

Answer 1

【小題1】(1)  勻速直線運(yùn)動(dòng)

【小題2】(2)  S=12m

【小題3】(3)  t=6s

解析:

【小題1】(1) 由牛頓第二定律得    由該式可知，隨著速度的增大，加速度越來(lái)越小，當(dāng)加速度減小到0時(shí)，速度不再增大，即速度達(dá)到最大值，之后保持速度不變。即最終物塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

代入數(shù)據(jù)可得 物塊在v=2m/s時(shí)的加速度大小為2m/s².

【小題2】(2) 由關(guān)系式（N）可知力F的功率P一定為P=Fv=16W

當(dāng)物塊的加速度為0時(shí)，速度最大。此時(shí)有 

可知物塊的最大速度為v_m=4m/s

在物塊的加速過(guò)程中，由動(dòng)能定理得    

    以上各式聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)可得這一過(guò)程的位移大小為S=12m

【小題3】(3)  由上面的計(jì)算可知，物體達(dá)到勻速后的位移大小為△S=S₁-S

                      歷時(shí)為    

 綜上，物塊的位移為S₁=20m經(jīng)歷的時(shí)間

以上各式聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)可得t=6s