物理
质量为1kg的物体放在水平地面上,在F=8N的水平恒力作用下从静止开始做匀加速直线运动,运动到8m处时F方向保持不变,大小变为2N,F-x图如图所示,已知物体与地面的动摩擦因数为0.4,取g=10m/s2.求:(1)物体在F变化前做匀加速直线运动的加速度大小;(2)F大小改变瞬间,物体的速度大小;(3)从F大小变为2N开始计时,经过5s时间物体的位移大小.

2019-06-27

质量为1kg的物体放在水平地面上,在F=8N的水平恒力作用下从静止开始做匀加速直线运动,运动到8m处时F方向保持不变,大小变为2N,F-x图如图所示,已知物体与地面的动摩擦因数为0.4,取g=10m/s2.求:
(1)物体在F变化前做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)F大小改变瞬间,物体的速度大小;
(3)从F大小变为2N开始计时,经过5s时间物体的位移大小.
优质解答
(1)根据牛顿第二定律知,物体匀加速直线运动时的加速度的大小为:
a=
F
m
=
F-μmg
m
=
8-0.4×1×10
1
m/s2
=4m/s2
(2)根据速度位移关系v2-
v
2
0
=2ax1
可以求出物体产生位移x1=8m时的速度为:
v=
2ax1+0
=
2×4×8
m/s=8m/s

(3)当拉力F2=2N<Ff=μmg=4N
所以物体在拉力F作用下将做匀减速运动,此时取物体的速度方向为正方向,则物体的加速度为:
a2=
F2-Ff
m
=
2-0.4×1×10
1
m/s2=-2m/s2

物体运动的初速度v=8m/s,根据速度时间关系知,物体停止运动时间为:
t=
0-v
a2
=
0-8
-2
s=4s

所以4s后物体将停止运动,故物体在5s内的位移即为匀减速运动4s内的位移为:
故由速度位移关系有4s内的位移为:x=
0-v2
2a2
=
0-82
2×(-2)
m=16m

答:(1)物体在F变化前做匀加速直线运动的加速度大小为4m/s2
(2)F大小改变瞬间,物体的速度大小为8m/s;
(3)从F大小变为2N开始计时,经过5s时间物体的位移大小为16m.
(1)根据牛顿第二定律知,物体匀加速直线运动时的加速度的大小为:
a=
F
m
=
F-μmg
m
=
8-0.4×1×10
1
m/s2
=4m/s2
(2)根据速度位移关系v2-
v
2
0
=2ax1
可以求出物体产生位移x1=8m时的速度为:
v=
2ax1+0
=
2×4×8
m/s=8m/s

(3)当拉力F2=2N<Ff=μmg=4N
所以物体在拉力F作用下将做匀减速运动,此时取物体的速度方向为正方向,则物体的加速度为:
a2=
F2-Ff
m
=
2-0.4×1×10
1
m/s2=-2m/s2

物体运动的初速度v=8m/s,根据速度时间关系知,物体停止运动时间为:
t=
0-v
a2
=
0-8
-2
s=4s

所以4s后物体将停止运动,故物体在5s内的位移即为匀减速运动4s内的位移为:
故由速度位移关系有4s内的位移为:x=
0-v2
2a2
=
0-82
2×(-2)
m=16m

答:(1)物体在F变化前做匀加速直线运动的加速度大小为4m/s2
(2)F大小改变瞬间,物体的速度大小为8m/s;
(3)从F大小变为2N开始计时,经过5s时间物体的位移大小为16m.
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