两小孩在平直跑道上做游戏,各自用不同的水平恒力使质量m=10kg的相同物体甲、乙从起跑线由静止开始运动.水平恒力F1=50N持续作用t1=3s使甲运动到离起跑线x=18m处;水平恒力F2=30N持续在乙上作用t2=5s后撤去,求:
(1)物体受到的阻力;
(2)乙物体最后停在离起跑线多远处.
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:(1)根据位移时间公式求出物体的加速度,再结合牛顿第二定律求解摩擦力的大小;
(2)根据牛顿第二定律求出小孩乙推物体的加速度,从而得出匀加速直线运动的位移,再结合牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度,结合速度位移公式求出匀减速直线运动的位移,从而确定物体停止运动时距离起跑线的距离
解答: 解:(1)甲施加水平力F1时,加速度为a1,由运动学公式可得:x=
代入数据解得:a1=
设阻力为f,由牛顿第二运动定律可得:F1﹣f=ma1
代入数据解得:f=F1﹣ma1=50﹣10×4N=10N
(2)小孩乙推力F2作用t2=5s时,物体运动的距离为:x1=
其中:F2﹣f=ma2
撤去推力F2后速度大小为:v=a2t2
撤去推力F2后加速度大小为:﹣f=ma3
滑行的距离为:
联立解得:x总=x1+x2=75m
答:(1)物体所受的阻力是10N;
(2)乙物体最后停在离起跑线75m远
点评:本题可以运用动能定理求解,也可以通过动力学至少求解,动能定理解题的优越性在于不考虑运动的过程,运动学公式的有点可以考虑过程的具体细节.
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质量为M的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a.当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a',则
A.a'=a B.a'<2a C.a'>2a D.a'=2a