Question

5．如圖所示，一個質(zhì)量為12kg的物體以v₀=12m/s的初速度沿著水平地面向左運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，物體始終受到一個水平向右、大小為12N的恒力F作用（g=10m/s²）．求：
①物體運動的加速度大小和方向；
②5s末物體受到地面的摩擦大小和方向；
③5s內(nèi)物體的位移．

Answer 1

分析 根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度大小和方向．
根據(jù)速度時間公式求出物體速度減為零的時間，判斷出物體受靜摩擦力還是滑動摩擦力，從而得出5s末摩擦力的大小和方向．
根據(jù)位移公式求出5s內(nèi)的位移．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得，物體的加速度為：a=$\frac{F+μmg}{m}=\frac{12+0.2×120}{12}m/{s}^{2}=3m/{s}^{2}$，方向水平向右．
（2）物體速度減為零的時間為：${t}_{1}=\frac{{v}_{0}}{a}=\frac{12}{3}s=4s$，由于F＜μmg，
則物體受靜摩擦力，f=F=12N，方向水平向左．
（3）因為物體速度減為零后，物體處于靜止，則5s內(nèi)的位移等于4s內(nèi)的位移，
則有：x=$\frac{{v}_{0}}{2}{t}_{1}=\frac{12}{2}×4m=24m$．
答：（1）物體運動的加速度大小為3m/s²，方向水平向右；
（2）5s末物體受到地面的摩擦大小為12N，方向向左；
（3）5s內(nèi)物體的位移為24m．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學(xué)公式的基本運用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運動學(xué)的橋梁，注意物體速度減為零后要判斷是靜止還是返回做加速運動．