质量为2KG的物体放在水平地面上,离墙壁20米,现用30牛的水平力推此物体,经过2秒到达墙壁.诺扔用30牛的水平推力推此

问题描述:

质量为2KG的物体放在水平地面上,离墙壁20米,现用30牛的水平力推此物体,经过2秒到达墙壁.诺扔用30牛的水平推力推此物体,要使物体也能到达墙壁,则推力的最短作用时间为.秒
要尽可能详细的分析,
1个回答 分类:物理 2014-12-14

问题解答:

我来补答
在30N水平推力的作用下,物体将向墙壁做初速度为零匀速直线运动.
由s=1/2at^2得
此时物体的加速度:a=2s/t^2=2*20/2^2=4m/s^2
根据牛顿第二定律,F合=ma
所以物体在水平方向受到的合力:F合=ma=2*4=8N
由此得出物体在水平地面上的摩擦力:
f=F-F合=30-8=22N
到了这一步,可以用两种方法进行
方法一:运用运动学和牛顿第二定律
第一阶段,推力作用阶段:
物体通过的距离为s'
s'=1/2a(t')^2
即:s'=1/2*4(t')^2=2(t')^2 .(1)
物体的末速度为
v=at'=4t' .(2)
第二阶段,物体在摩擦力作用做匀减速直线运动阶段
由牛顿第二定律,f=ma'
此时物体的加速度为:a'=-f/m=22/2=-11m/s^2
加速度方向与运动方向相反.
由运动学公式s=vt"+1/2a'(t")^2得
s-s'=vt"+1/2a'(t")^2=vt"-11/2(t")^2 .(3)
由v=v0+at得
0-v=a't"
即:0-v=/11t"
v=11t" .(4)
把式(1)、(2)、(3)、(4)联立,得到一个四元二次方程组.
解这个方程组,得t'=1.94s
当然,这种方法非常麻烦,尤其是解后面的四元二次方程组,所以实际上用下面的这种方法更为简便.
方法二:运用动能定理
设物体在在推力作用下的移动距离为s'
则:Fs'-fs=0
s'=fs/F=22*20/30=14.67m
由s=1/2at^2得
推力的作用时间:
t'=√(2s'/a)=√(2*14.67/4)=1.94s
 
 
展开全文阅读
剩余:2000