Question

【題目】（5分）如圖所示，一個質量為m=2 kg的物塊，在F=10 N的拉力作用下，從靜止開始沿水平面做勻加速直線運動，拉力方向與水平成θ=37°，物塊與水平面的動摩擦因數μ=0.5，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。

（1）畫出物塊的受力示意圖；

（2）此物塊所受到的滑動摩擦力為多大；

（3）求此物塊在2 s末的速度。

Answer 1

【答案】（1）物塊的受力示意圖如下 （2）7 N （2）1 m/s

【解析】（1）物塊受到重力、拉力、支持力和滑動摩擦力，物塊的受力示意圖如下。

（1分）

（2）物塊豎直方向受力平衡，則有：

Fsin 37°+FN=mg

解得：FN=mg–Fsin 37°（1分）

此物塊所受到的滑動摩擦力為：

f=μFN=μ(mg–Fsin 37°)

代入數據解得：f=7 N（1分）

（3）根據牛頓第二定律，有：

Fcos 37°–f=ma（1分）

代入數據解得：a=0.5 m/s2

所以物塊在2 s末的速度為：

v=at=0.5×2 m/s=1 m/s（1分）