解题思路:(1)对物体进行受力分析,求得合力,再根据牛顿第二定律求得物体的加速度;
(2)根据速度时间关系求物体运动10s的速度;
(3)撤去拉力作用后,物体在摩擦力作用下做匀减速运动,由牛顿第二定律求得加速度,再根据速度位移关系求解位移.
(1)物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,
在水平方向做匀加速运动,所以有:
竖直方向:N-mg=0
水平方向:F-f=ma
又f=μN
由以上各式可得物体产生的加速度
a=
F−f
m=
F−μmg
m=
20−0.2×4×10
4m/s2=3m/s2;
(2)根据速度时间关系知,物体运动10s末的速度
v=at=3×10m/s=30m/s;
(3)撤去拉力F后,水平方向物体在摩擦力作用下产生加速度,
所以有a′=
f
m=μg=2m/s2
物体在摩擦力作用下做匀减速运动,取初速度为正方向则:v0=30m/s,a′=-2m/s2,末速度v=0,
根据匀变速直线运动的速度位移关系有物体匀减速运动的位移
x=
v2−
v20
2a=
0−302
2×(−2)m=225m
答:(1)物体的加速度是3m/s2;
(2)物体的运动10秒时的速度是30m/s;
(3)第10秒时撤去水平拉力,从撤去水平作用力到停止运动物体位移的大小为225m.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁,利用牛顿第二定律解题的关键是正确的受力分析和运动分析求出加速度是关键.