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如图所示,水平地面上质量为m=3kg的物块,在大小为F=16N、方向与水平方向成θ=37°的拉力作用下沿地面向右作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)木块的加速度大小.(2)若作用5秒后,撤去拉力F,求物体再经过多长时间停止运动?(3)若不改变拉力的方向,只改变拉力的大小,但物体总保持沿水平地面做匀加速直线运动,求拉力的取值范围.(设木块与地面间的最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力)试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
如图所示,水平地面上质量为m=3kg的物块,在大小为F=16N、方向与水平方向成θ=37°的拉力作用下沿地面向右作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为
,(g=10m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)木块的加速度大小.(2)若作用5秒后,撤去拉力F,求物体再经过多长时间停止运动?
(3)若不改变拉力的方向,只改变拉力的大小,但物体总保持沿水平地面做匀加速直线运动,求拉力的取值范围.(设木块与地面间的最大静摩擦力等于
它们之间的滑动摩擦力)
试题解答
见解析
(1)对物体受力分析,如图
水平方向,Fcosθ-f=ma ①;
竖直方向,N+Fsinθ-mg=0 ②;
f=μN ③;
由①②③三式解得,a=2m/s
2
.
(2)前5s内,物体匀加速直线运动;
位移 x
1
=
at
2
=
×2×5
2
=25m;
5s末速度 v
1
=at
1
=2×5=10m/s
2
;
撤去拉力后,-f=ma′,所以a′=-μg=-
m/s
2
;
由速度时间公式,得t
2
=
=3s;
故物体再经过3s时间停止运动.
(3)物体沿斜面匀加速,因而:
水平方向,Fcosθ-f≥0 ④;
竖直方向,N=mg-Fsinθ≥0 ⑤;
f=μN ⑥;
由④⑤⑥三式,可得:10N≤F≤50N;
故拉力的取值范围为:10N≤F≤50N.
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匀变速直线运动的公式
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