一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2.从t=0开始,物体受到一个大小和方向

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  • 解题思路:(1)根据牛顿第二定律分别求出各个时间段的加速度,根据运动学公式求出物体从减速到停止不动所需的时间.

    (2)根据匀变速直线运动的公式,结合物体的运动规律求出6s内物体的位移.根据动能定理求出在这段过程中力F所做的功.

    (1)f=μmg=8N,t1=2s,F1=12N,F2=4N.

    0~2s内,F1-f=ma1

    则a1=1m/s2.

    2s时的速度大小v1=a1t1=2m/s.

    2s后的一段时间内:F2+f=ma2

    a2=3m/s2>a1

    所以物体速度会减到零,设经时间△t减速到速度为零.

    0=v1-a2△t.解得△t=

    2

    3s<2s

    又因为F2<f,所以物体停下到t=4s时再开始运动.

    所以,物体从减速运动到停止不动所经历的时间为[2/3s.

    (2)0~2s加速过程中的位移x1=

    v1

    2t1=2m

    2s后的△t=

    2

    3s时间内减速过程中的位移x2=

    v1

    2△t=

    2

    3m

    所以6s内物体的位移s=2x1+x2=4+

    2

    3=

    14

    3m.

    t=6s时的速度为v1=2m/s

    根据动能定理得,WF−fs=

    1

    2mv12

    解得WF=

    1

    2mv12+fs=45.3J.

    答:(1)在2s~4s时间内,物体从减速运动到停止不动所经历的时间为

    2

    3]s.

    (2)6s内物体的位移大小为

    14

    3m,力F对物体所做的功为45.3J.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿第二定律.

    考点点评: 解决本题的关键理清物体的运动过程,运用牛顿第二定律和运动学公式综合求解.