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題目:一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N的水平外力作用,從靜止開始運動,物體與地面之間的動摩擦因數為0.2,求:
1. 物體受到的滑動摩擦力大小和方向;
2. 物體運動的加速度大小;
3. 物體在5s內的位移大小;
4. 物體在第5s末的速度大小。
解答:
1. 根據滑動摩擦力公式 f = μN,可計算物體受到的滑動摩擦力大小為:
f = μ(mg) = 0.2 × 5 × 9.8 = 9.8N
方向與外力方向相反,即水平向左。
2. 根據牛頓第二定律 F = ma,可計算物體運動的加速度大小為:
a = F/m = (20 - 9.8)/5 = 2m/s2
方向與外力方向相同,即水平向右。
3. 根據位移公式 x = (v?t + 1/2at2),可計算物體在5s內的位移大小為:
x = (0 + 1/2 × 2 × 52)m = 25m
4. 根據速度公式 v = at,可計算物體在第5s末的速度大小為:
v = 2 × 5 = 10m/s
總結:該題目考察了牛頓第二定律、滑動摩擦力、位移和速度等物理知識,通過求解該題目,學生可以更好地理解這些概念在具體問題中的應用。