Question

如图所示，质量m=1kg的物体，以v 0 =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=

如图所示，质量m=1kg的物体，以v 0 =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．

Answer 1

设以初速度的方向（向右）为正方向，由牛顿第二定律： a 1 = -F -F f m = -3-0.2×1×10 1 m/s 2 =-5m/s 2 ， 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 t 1 = -v 0 a 1 =2s s 1 = v 0 2 t 1 =10m 在F作用后2s，由于F＞F f ，物体将反向（向左）做加速度运动，加速度为 a 2 = -F +F f m = -3+0.2×1×10 1 m/s 2 =-1m/s 2 ， 再经过1s，物体从初速度为零做反向加速运动，位移为s 2 ，则     s 2 = 1 2 at 2 2 = 1 2 ×(-1) ×1 2 m=-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      a 3 = F f m = 0.2×1×10 1 m/s 2 =2m/s 2        F撤去时物体具有的速度v=a 2 t 2 =-1×1m/s=-1m/s 继续运动的位移为s 3 ，则  s 3 = 0 -v 2 2a 3 =-0.25m         所以，物体运动的总位移为s=s 1 +s 2 +s 3 =10-0.5-0.25m=9.25m 答：物体滑行的总位移为9.25m．