Question

质量为m=50kg的物体，在大小恒定水平向左的外力F的作用下，沿粗糙水平面从t=0时刻开始做直线运动，如图所示．0时刻物体速度10m/s，方向水平向右，2s末物体速度为零，4s末物体速度2m/s，方向水平向左，g取10m/s²．求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数．
（2）恒定的水平外力F的大小．

Answer

在0～2s内物体向右做匀减速直线运动，在2～4s内物体向左做匀加速直线运动，根据运动学公式求出加速度的大小，根据牛顿第二定律求解物体与水平面间的动摩擦因数和水平外力F．
【解析】
（1）在0～2s内物体做匀减速直线运动，设加速度大小为a1，则有：
               a1===5m/s2      
根据牛顿第二定律得：F+f=ma1
在2～4s内物体做匀加速直线运动，设加速度大小为a2，则有：
   a2===1m/s2
由牛顿第二定律得：F-f=ma2
又f=μmg  
得到  F+μmg=ma1①
      F-μmg=ma2②
联立解得    μ=0.2   
（2）由F-f=ma2 得
F=ma2+f=ma2+μmg=150N   
答：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数为0.2．
（2）恒定的水平外力F的大小为150N．