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例題:
【題目】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,其運動軌跡如圖所示。已知物體與地面間的動摩擦因數為μ,則物體受到的摩擦力大小為多少?
【分析】
1. 確定研究對象:質量為m的物體。
2. 明確物體運動的過程:物體在水平恒力F的作用下,在粗糙的水平面上運動。
3. 對物體進行受力分析:物體受到重力、支持力、拉力F和摩擦力。
4. 根據牛頓第二定律求出加速度,再根據運動學公式求出物體的位移,再根據摩擦力公式求出摩擦力大小。
【解答】
根據題意,物體受到重力、支持力、拉力F和摩擦力,合力為$F_{合} = F - \mu mg$。
根據牛頓第二定律,物體的加速度為$a = \frac{F_{合}}{m} = \frac{F - \mu mg}{m}$。
根據運動學公式,物體在水平方向上做勻加速直線運動,位移為$x = \frac{1}{2}at^{2}$。
根據摩擦力公式$f = \mu F_{N}$,其中$F_{N}$為正壓力,可求得摩擦力大小為$f = \mu F_{N} = \mu mg$。
因此,物體受到的摩擦力大小為$\mu mg$。