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例題:一個質量為m的物體,在水平恒力F的作用下,在粗糙的水平面上運動,其運動方程為s = 4t - t^2(s的單位為m,t的單位為s)。
【問題】
1. 當物體運動到何處時,物體停止?
2. 如果物體在運動過程中受到的摩擦力為Ff = 3F,那么物體運動到何處時,物體停止?
【解答】
1. 根據運動方程s = 4t - t^2,我們可以求出物體運動的初速度v0和加速度a:
v0 = 4m/s
a = -2m/s^2
物體停止時,速度為零,即-2m/s^2 × t = 0,解得t = 0。代入運動方程可得s = 4t - t^2 = 4m。因此,當物體運動到距離原點4m處時,物體停止。
2. 當摩擦力為Ff = 3F時,物體的加速度變為原來的3倍,即a' = -6m/s^2。根據運動方程s = v0t + (1/2)a't^2,我們可以求出物體停止時的時間t'和距離s':
t' = 4m / (6m/s^2) = 2s
s' = v0t' + (1/2)a't'^2 = 6m
因此,當物體運動到距離原點6m處時,物體停止。
【答案】
當物體運動到距離原點4m處時,物體停止。當物體受到的摩擦力為原來的3倍時,物體運動到距離原點6m處時停止。