Question

质量m=4kg的物体，与水平地面间的动摩擦因数μ=0．1，沿水平地面向右做直线运动，经过A点时速度为6m/s。物体过A点时开始计时，对物体施加水平恒力F作用，经过0．5s物体向右移动了2．5m到达B点；若t时刻撤去水平恒力F，物体最后停在A的右方3．75m处。g=10m/s²。求：撤去水平恒力F的时刻t 。

Answer

【解析】

试题分析：首先判断F的方向。设恒力水平向左，大小为F，摩擦力大小为，物体从A到B的加速度大小为。则：由牛顿第二定律：；又：

由题设条件，物体从A到B作匀减速运动，有：

联立并代入数据，得：（水平向左），（水平向左）

接下来要判断在哪个阶段撤去F。设物体从A点到速度为零的P点共经历的时间为，通过的位移为，这段时间没有撤去F。有：

解得： 说明物体向右运动阶段没有撤去F

设在t时刻撤去F，则在时间内，物体在F和水平向右方向的摩擦力（）作用下，由P点向左作匀加速运动并到达M点。设其加速度大小为，设水平向右为正，有

在M点后，物体在摩擦力的作用下匀减速运动到停止在Q点，设其加速度大小为，有： 依题意：

联立并代入数据，得： 。

考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系

【名师点睛】本题考查了求物体的位移，分析清楚物体的运动过程是正确解题的关键，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题。