- 2022海门高三物理
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相关例题:
题目:
【例题】一物体在水平地面上做匀速直线运动,其速度为$v_{0}$。现对该物体施加一恒定的水平外力$F$,使其速度增大到$2v_{0}$,求外力$F$的大小。
【分析】
物体在水平地面上做匀速直线运动时,受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,这三个力平衡。当施加一恒定的水平外力$F$后,物体受到四个力的作用,由于物体做匀速直线运动,所以这四个力的合力为零。
【解答】
物体在水平地面上做匀速直线运动时,受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,这三个力的合力为零。设物体与地面的动摩擦因数为$\mu $,则有:
$mg = \mu N$
$f = \mu N = \mu mg$
当施加一恒定的水平外力$F$后,物体受到重力、支持力、摩擦力和外力四个力的作用,由于物体做匀速直线运动,所以这四个力的合力为零。根据牛顿第二定律,有:
$F = ma + f = ma + \mu mg = m(2v_{0})^{2} - \mu mg$
代入数据解得:$F = 3mv_{0}^{2}$。
所以外力$F$的大小为$3mv_{0}^{2}$。
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