Question

质量为2kg的物体在40N水平推力作用下，1s内沿竖直墙壁从静止开始下滑3m．求：（取g=10m/s²）

（1）物体运动的加速度；

（2）物体与墙间的动摩擦因数；

（3）若在1s末时把水平推力改为140N，请通过分析计算说明物体的运动情况．

Answer

（1）木块下滑的加速度a的大小为6m/s2．

（2）木块与墙壁之间的滑动摩擦系数为0.2；

（3）物体先做减速运动，最后静止．

【解析】

试题分析：（1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度的大小．

（2）木块受重力、压力、墙壁的弹力和摩擦力作用；通过加速度，根据牛顿第二定律求出摩擦力和动摩擦因数的大小．

（3）分析物体受到的摩擦力大小，根据摩擦力与重力的大小关系分析物体的运动．

【解析】
（1）由位移时间公式得：H=at2

解得：a===6m/s2

（2）由牛顿第二定律知：mg﹣f=ma

所以有：f=mg﹣ma=2×10﹣2×6=8N

由滑动摩擦力公式f=μN得：μ==0.2

（3）当推力为140N时，摩擦力变为：f′=0.2×140=28N＞20N；

故物体做减速运动；一般因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力；故物体最终会静止在竖直面上；

答：（1）木块下滑的加速度a的大小为6m/s2．

（2）木块与墙壁之间的滑动摩擦系数为0.2；

（3）物体先做减速运动，最后静止．

【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，并能正确应用．