Question

【題目】質量m=5kg的物體在恒定水平推力F=5N的作用下，自靜止開始在水平路面上運動，t1=2s后，撤去力F ， 物體又經t2=3s停了下來.物體運動中受水平面滑動摩擦力的大小N.

Answer 1

【答案】2
【解析】因物體在水平面上運動，故只需考慮物體在水平方向上受力即可，在撤去力F前，物體在水平方向上還受方向與物體運動方向相反的滑動摩擦力Ff ， 撤去力F后，物體只受摩擦力Ff.取物體運動方向為正方向.
方法一：設撤去力F時物體的運動速度為v.對于物體自靜止開始運動至撤去力F這一過程，由動量定理有（F－Ff）t1=mv
對于撤去力F直至物體停下這一過程，由動量定理有（－Ff）t2=0－mv
聯立解得運動中物體所受滑動摩擦力大小為Ff= =2N.
說明：式①②中Ff僅表示滑動摩擦力的大小，Ff前的負號表示Ff與所取正方向相反.
方法二：將物體整個運動過程視為在一變化的合外力作用下的運動過程.在時間t1內物體所受合外力為（F－Ff），在時間t2內物體所受合外力為－Ff ， 整個運動時間（t1+t2）內，物體所受合外力沖量為（F－Ff）t1+（－Ff）t2.
對物體整個運動過程應用動量定理有（F－Ff）t1+（－Ff）t2=0
解得Ff= =2N.
【考點精析】本題主要考查了動量定理的相關知識點，需要掌握動量定理的研究對象可以是單個物體，也可以是物體系統.對物體系統，只需分析系統受的外力，不必考慮系統內力.系統內力的作用不改變整個系統的總動量；動量定理不僅適用于恒定的力，也適用于隨時間變化的力.對于變力，動量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內的平均值才能正確解答此題．