Question

质量为m=4kg的物体静止在水平面上，它们之间的动摩擦因数为μ=0.5。

质量为m=4kg的物体静止在水平面上，它们之间的动摩擦因数为μ=0.5。现对物体施加一水平力F=20N。与水平方向夹角为37度，经过t=8s后，撤去力F，再经过一段时间，物体又变为静止
求（1）物体运动过程中最大速度多少？
（2）物体运动的总位移是多少?
只需要第（2）问的第二个运动过程就好，第一个过程是16m，撤去F后的位移不知道怎么求

Answer 1

首先将F分解为水平和竖直两个方向上的分力
F水平=F*cos37=16N
F竖直=F*sin37=12N
物体竖直方向上的合力为F1=G-F竖直=40-12=28N
物体受到的摩擦力为f=μ*F1=14N
物体在水平方向上受合力为F2=F水平-f=2N
物体的加速度a=F2/m=0.5m/s2,方向与F2相同
1、物体的最大速度为V=at=4m/s
2、物体的总位移由两部分组成S=S1+S2，
S1为水平力F存在时的位移，S2为F消失后的位移
S1=1/2*a*t^2=16m
F消失后，物体的摩擦力f1=mg*μ=20N
从F消失到物体停止运动这段时间，物体的动能全部转变为摩擦力做功，则
1/2*m*v^2=S2*f1
S2=1.6m
S=S1+S2=17.6m

追问

1/2*m*v^2=S2*f1，这是什么意思，能用中文表达下吗，看不懂

追答

前面是物体的动能，等号后面是摩擦力做功
这是应用了能量守恒定律，物体的动能全部转化为了摩擦力做功，
力做功的公式为力乘以物体在这个力方向上的位移

追问

我只学到高一物理必修1，不知道你所说的公式，你能用别的方法吗？

追答

好的。那就用受力分析。
当F消失时。V=4m/s,
此时物体受到的水平方向上的力只有摩擦力，摩擦力f=mg*μ，
所以此时物体的加速度a=f/m=g*μ=5m/s2,方向与摩擦力方向相同，与此时物体运动方向相反
物体从F消失，到运动停止的时间t=v/a=0.8S ,
则S2=1/2*v*t=1.6m

希望选满意答案，谢谢

Answer 2

撤去力F后，物体的加速度a'=f/m f=mgμ 所以 a'=μg
此时要用(1)中速度Vm
由 0 - Vm^2= -2a' S
得 S2=Vm^2/2a'

坚持自己的观点没错，第一个过程是16m
第二的过程的位移是1.6m
总位移S=17.6 m

【中学物理导航】为你解惑

仅供参考！

Answer 3

（1）首先对物体进行受力分析有：重力，外力F，支持力，还有摩擦力，物体有静止开始做匀加速运动：ma=Fcos37-μ(mg-Fsin37),带入数据得a=0.5米每秒。则经过8秒后的速度Vt=0+at=0.5*8=4米每秒。
（2）撤去力F之后物体做匀减速运动。此时ma1=μmg,及此时加速度变为5米每二次方秒。
则s2=16\(2*5)=1.6米。之前的位移为s1=16\(2*0.5)=16米
所以总位移为：17.6米

Answer 4

(1)
撤去外力时的速度最大
F水平=Fcos37=20*0.8=16N
F上=Fsin37=20*0.6=12N
F阻=(mg-F上)u=(4*10-12)*0.5=14N
F合=F水平-F阻=16-14=2N=ma
a=2/4=0.5
(vt-v0)/t=a
vt=at+v0=0.5*8+0=4m/s

(2)
撤去外力前
S1=v0t+1/2at^2=0*8+1/2*0.5*8^2=4m
由于撤去外力时，所以F上=0
F阻=mgu=4*10*0.5=4N=ma
a=1m/s
(vt-v0)/t=-a (因为初速度方向与加速度方向相反)
t=(vt-v0)/a=(0-4)/(-1)=4s
S2=v0t-1/2at^2=4*4-1/2*1*4^2=8m (因为初速度方向与加速度方向相反)
所以总位移是S1+S2=4+8=12m

Answer 5

解答：很简单，当然是撤去F力的时候的瞬时速度是最大的速度，撤去F力之后做减速运动。撤去F之前时进行受力分析，正交分解得Fcos37°-f=ma（1）Fn=mg-Fsin37°（2）从（2）得Fn=28N。又因为
f=uFn=0.5*28=14N.因此a=0.5m/s²。
1. 物体运动过程中最大速v=at=0.5*8=4m/s。
2.撤去F后，减速运动加速度大小为a'=ug=5m/s²。x=v²/2a+v²/2a'=16+16/10=17.6m。
物体运动的总位移是17.6m。回答了这么多，给个赞同啊