如图所示质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.5,现用一F=20 N的恒力与水平方向成30°角斜向上拉物体,经过3 s,该物体的位移为多少?(g=10 m/s2)
如图所示质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.5,现用一F=20 N的恒力与水平方向成30°角斜向上拉物体,经过3 s,该物体的位移为多少?(g=10 m/s2)
[解析] 用牛顿运动定律解题时,公式F=ma中的F为物体所受的合外力,因而必须先把合外力找出来,即先作受力分析图如图所示.
物体受到重力,方向向下,大小为40 N.
地面对物体有弹力,该力方向竖直向上,大小关系不知道,设为FN.
受拉力F的作用.
受水平面对物体的滑动摩擦力为Ff.
按正交分解将F分解为Fy=Fsin30°=10 N,
Fx=Fcos30°=17.3 N.
在y轴方向上合力为零,应有
mg-Fy-FN=0
在x轴方向上,应用Fx-μFN=ma
解得FN=30 N,a=0.58 m/s2,
根据运动学公式x=12at2,将a=0.58 m/s2,t=3 s代入,得x=2.61 m.
[答案] 2.61 m