Question

质量为m=2kg的木块，放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对木块施以F=20N的作用力，如图所示．

质量为m=2kg的木块，放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对木块施以F=20N的作用力，如图所示．木块运动4s后撤去力F到木块停止（g=10m/s2）．求：（1）撤去推力F时木块的速度多大？（2）撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度为多大？（3）木块在水平面上运动的总位移为多少？

Answer 1

以木块的运动方向为正方向．
（1）力F作用时，木块受力分析如图所示

由牛顿第二定律得F-f=ma₁
又有N=mg
f=μN
物体的加速度a1＝

F?f

m

=

20?0.5×2×10

2

m/s2=5m/s²
撤去力F时木块的速度
v=a₁t=5×4m/s=20m/s
（2）撤去力F后，木块受力分析如图所示

由牛顿第二定律得 f=ma₂ 
又有 f=μN=μmg               
解得撤去外力F后的加速度a2＝μg＝5m/s2 
（3）加速过程物体的位移x1＝

1

2

a1t2＝

1

2

×5×42m＝40m
减速过程木块的位移x2＝

0?v2

?2a2

＝

0?202

?2×5

m＝40m
木块在水平面上运动的总位移x=x₁+x₂=40+40m=80m．
答：（1）撤去推力F时木块的速度多大为20m/s；
（2）撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度大小为5m/s²；
（3）木块在水平面上运动的总位移为80m．