如图所示,2kg的物体放在水平地面上,物体离墙20m,现用30N的水平力作用于此物体,经过2s可到达墙边,若仍用30N的

如图所示,2kg的物体放在水平地面上,物体离墙20m,现用30N的水平力作用于此物体,经过2s可到达墙边,若仍用30N的力作用于此物体,求使物体到这墙边作用力的最短作用时间?
快乐鱼儿任遨游 1年前 已收到1个回答 举报

螃蟹88 幼苗

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解题思路:通过受力分析,由运动学公式求出在力F作用下的加速度,再由牛顿第二定律求出物体受到的摩擦力;当撤去外力时求解出此时的加速度由运动学公式求出时间

在力F作用下,由x=
1
2at2得:
a=
2x
t2=[2×20
22m/s2=10m/s2
由牛顿第二定律得:F-f=ma
f=F-ma=30N-2×10N=10N
当撤去外力时,产生的加速度为:
a′=
−f/m]=-5m/s2
要使力F作用时间最短,则物体刚好运动到墙边静止
设力F作用的最短时间为t,在力F作用下通过的位移为:x1=
1
2at2…①
达到的最大速度为:v=at…②
减速时运动的位移为:2a′x2=0-v2…③
x1+x2=x…④
①②③④联立解得:t=(
5−1)s
答:最短时间为(
5−1)s

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: 本题主要考查牛顿第二定律和运动学公式,注意公式的灵活应用,最终判断出物体刚好到达墙边时的速度.

1年前

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