物理静力问题!!!急!!!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/25 12:24:31
质量为2KG的物体放在水平地面上,离墙壁20米,现用30牛的水平力推此物体,经过2秒到达墙壁.诺扔用30牛的水平推力推此物体,要使物体也能到达墙壁,则推力的最短作用时间为......秒

要尽可能详细的分析,谢谢

在30N水平推力的作用下,物体将向墙壁做初速度为零匀速直线运动。
由s=1/2at^2得
此时物体的加速度:a=2s/t^2=2*20/2^2=4m/s^2
根据牛顿第二定律,F合=ma
所以物体在水平方向受到的合力:F合=ma=2*4=8N
由此得出物体在水平地面上的摩擦力:
f=F-F合=30-8=22N
到了这一步,可以用两种方法进行解答:
方法一:运用运动学和牛顿第二定律
第一阶段,推力作用阶段:
物体通过的距离为s'
s'=1/2a(t')^2
即:s'=1/2*4(t')^2=2(t')^2 ...................(1)
物体的末速度为
v=at'=4t' .....................................(2)
第二阶段,物体在摩擦力作用做匀减速直线运动阶段
由牛顿第二定律,f=ma'
此时物体的加速度为:a'=-f/m=22/2=-11m/s^2
加速度方向与运动方向相反。
由运动学公式s=vt"+1/2a'(t")^2得
s-s'=vt"+1/2a'(t")^2=vt"-11/2(t")^2 ..........(3)
由v=v0+at得
0-v=a't"
即:0-v=/11t"
v=11t" .......................................(4)
把式(1)、(2)、(3)、(4)联立,得到一个四元二次方程组。
解这个方程组,得t'=1.94s
当然,这种方法非常麻烦,尤其是解后面的四元二次方程组,所以实际上用下面的这种方法更为简便。
方法二:运用动能定理
设物体在在推力作用下的移动距离为s'
则:Fs&