Question

辨析题：如图所示，木块质量m=0.78kg，在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s²的加速度从静止开始做匀加速直线运动，在3s末时撤去拉力F．已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：拉力F的大小以及物体在5s内滑行的总位移．
某同学是这样分析的：由牛顿第二定律可得Fcosθ-μmg=ma，可求出拉力F的大小．物体加速阶段滑行的时间t₁=3s，位移，末速度v₁=at₁，减速阶段滑行的时间t₂=2s，加速度a'=μg，可求出位移s₂，则滑行的总位移s=s₁+s₂．你认为这位同学的分析是否正确，若正确，请列式并完成计算；若不正确，请说明理由，并用你自己的方法算出正确的结果．

Answer

解法错误，有拉力时，正压力与重力不等，则摩擦力f不等于μmg．撤去拉力后继续滑行的时间不等于2s．正确解法：根据牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零求出拉力的大小．根据匀变速直线运动的公式求出前3s内的位移和末速度，根据牛顿第二定律求出匀减速直线运动的加速度，结合运动学公式求出匀减速直线运动的位移，从而得出总位移．
【解析】
不正确．在外力F斜向上时摩擦力大小不等于μmg，而且物体在拉力撤去后继续滑行的时间不是2s．   
（1）N+Fsinθ=mg   
Fcosθ-μN=ma   
联立方程组，解得拉力为：N   
（2）匀加速阶段：m   
v1=at1=2×3=6m/s  
匀减速阶段：a'=μg=0.4×10=4m/s2  
t2===1.5s   
s2===4.5m   
物体在5s内滑行的总位移为：s=s1+s2=9+4.5=13.5m．
答：该同学解法不正确．拉力的大小为4.5N，物体在5s内的总位移为13.5m．