解题思路:根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度,结合运动学公式求出匀加速运动的末速度和位移,再根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度,根据运动学公式求出匀减速运动的末速度和位移,从而得出撤去外力时离出发点的距离.
(1)根据牛顿第二定律得,物体在水平方向上的加速度a1=
F−μmg
m=
8−0.4×10
1=4m/s2.
则1s末的速度v1=at1=4×1m/s=4m/s,
将F改为竖直向上,物体做匀减速运动,加速度大小a2=
μ(mg−F)
m=
0.4×(10−8)
1=0.8m/s2,
2s末的速度v2=v1-a2t2=4-0.8×2m/s=2.4m/s.
(2)物体做匀加速运动运动的位移x1=
1
2a1t12=
1
2×4×1=2m,
匀减速运动的位移大小x2=v1t2−
1
2a2t22=4×2−
1
2×0.8×4m=6.4m,
则x=x1+x2=2+6.4m=8.4m.
答:(1)撤去外力时物体的速度为2.4m/s;
(2)撤去外力时物体离出发点的距离为8.4m.
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: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,难度不大.