解题思路:(1)对物体受力分析,求出物体所受的合力,根据牛顿第二定律求出木块的加速度.
(2)根据运动学公式求出物体运动的速度.
(3)根据牛顿第二定律求出撤去外力后的加速度,再根据运动学公式求出撤去外力后的位移.
(1)撤去外力前,木块的受力情况如图所示
,
水平方向由牛顿第二定律得Fcos37°-f=ma1①
竖直方向由平衡得:Fsin37°+FN=mg ②
又f=μFN ③
①②③联立三式代入数据解得 a1=2.6m/s2
(2)由公式v=at得:
撤去外力时木块的速度:v=a1t1=2.6×3m/s=7.8m/s
(3)由牛顿第二定律得,
撤去外力后木块运动的加速度为:
a2=
μmg
m=μg=0.2×10m/s2=2m/s2
由v=v0+at得:
木块撤去外力滑行时间为:
t0=
v
a2=
7.8
2s=3.9s
所以5s内的位移等于3.9s内的位移,
由运动学公式v2−
v20=2ax得
木块滑行的路程为x=
v2
2a2=
7.82
2×2m=15.21m
答:(1)撤去外力前,物体运动的加速度是2.6m/s2;
(2)刚撤去外力时,物体运动的速度是7.8m/s;
(3)撤去外力后,木块经过5s滑行的距离为15.21m.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 在运动学和力学综合的问题中,加速度是前后联系的桥梁,通过加速度,可以根据力求运动,也可以根据运动求力.