2019-2020學(xué)年高中物理 第四章 牛頓運動定律 6 用牛頓運動定律解決問題(一)學(xué)案 新人教版必修1
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1、6 用牛頓運動定律解決問題(一) [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求] 科學(xué)思維:1.明確動力學(xué)的兩類基本問題.2.理解加速度是解決兩類動力學(xué)基本問題的橋梁.3.熟練掌握應(yīng)用牛頓運動定律解動力學(xué)問題的思路和方法. 一、牛頓第二定律的作用 牛頓第二定律揭示了運動和力的關(guān)系:加速度的大小與物體所受合力的大小成正比,與物體的質(zhì)量成反比;加速度的方向與物體受到的合力的方向相同. 二、兩類基本問題 1.根據(jù)受力情況確定運動情況 如果已知物體的受力情況,則可由牛頓第二定律求出物體的加速度,再根據(jù)運動學(xué)規(guī)律就可以確定物體的運動情況. 2.根據(jù)運動情況確定受力情況 如果已知物體的運動情況,則可根據(jù)運
2、動學(xué)公式求出物體的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的力. 判斷下列說法的正誤. (1)根據(jù)物體加速度的方向可以判斷物體所受合外力的方向.( √ ) (2)根據(jù)物體加速度的方向可以判斷物體受到的每個力的方向.( × ) (3)物體運動狀態(tài)的變化情況是由它的受力決定的.( √ ) (4)物體運動狀態(tài)的變化情況是由它對其他物體的施力情況決定的.( × ) 一、從受力確定運動情況 一輛汽車在高速公路上正以108km/h的速度向前行駛,司機看到前方有緊急情況而剎車,已知剎車時汽車所受制動力為車重的0.5 倍.則汽車剎車時的加速度是多大?汽車剎車后行駛多遠才能停下?汽
3、車的剎車時間是多少?(取g=10 m/s2) 答案 由kmg=ma可得a==5m/s2 則汽車剎車距離為s==90m. 剎車時間為t==6s. 1.由受力情況確定運動情況的基本思路 分析物體的受力情況,求出物體所受的合外力,由牛頓第二定律求出物體的加速度;再由運動學(xué)公式及物體運動的初始條件確定物體的運動情況.流程圖如下: 2.由受力情況確定運動情況的解題步驟 (1)確定研究對象,對研究對象進行受力分析,并畫出物體的受力分析圖. (2)根據(jù)力的合成與分解,求合力(包括大小和方向). (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程,求加速度. (4)結(jié)合物體運動的初始條件,選擇運動學(xué)公式
4、,求運動學(xué)量——任意時刻的位移和速度,以及運動時間等. 例1 (2019·濰坊市高一上學(xué)期期末)如圖1所示,木箱在100N的拉力作用下沿粗糙水平地面以5m/s的速度勻速前進,已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,拉力與水平地面的夾角為37°,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.經(jīng)過一段時間后撤去拉力,求: 圖1 (1)木箱的質(zhì)量; (2)木箱勻減速運動的時間. 答案 (1)22kg (2)1s 解析 (1)對木箱受力分析,由平衡條件得 Fsin37°+FN=mg Fcos37°=Ff Ff=μFN 解得:m=22kg (2)木箱勻
5、減速運動過程由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得 μmg=ma 0=v-at 解得:t=1s 針對訓(xùn)練1 如圖2所示,樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成θ=37°角,一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板,工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上,大小為F=10N,刷子的質(zhì)量為m=0.5kg,刷子可視為質(zhì)點,刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,天花板長為L=4m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.試求: 圖2 (1)刷子沿天花板向上的加速度大??; (2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間. 答案 (1)2m/s2 (2)2s 解析 (1)以刷子為
6、研究對象,受力分析如圖所示 設(shè)桿對刷子的作用力為F,滑動摩擦力為Ff,天花板對刷子的彈力為FN,刷子所受重力為mg,由牛頓第二定律得 (F-mg)sin37°-μ(F-mg)cos37°=ma 代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2. (2)由運動學(xué)公式得L=at2 代入數(shù)據(jù)解得t=2s. 二、從運動情況確定受力 1.由運動情況確定受力情況的基本思路 分析物體的運動情況,由運動學(xué)公式求出物體的加速度,再由牛頓第二定律求出物體所受的合外力;再分析物體的受力情況,求出物體受到的作用力.流程圖如下: 2.由運動情況確定受力情況的解題步驟 (1)確定研究對象,對物體進行受力分析和運動分
7、析,并畫出物體的受力示意圖. (2)選擇合適的運動學(xué)公式,求出物體的加速度. (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出物體所受的合力. (4)選擇合適的力的合成與分解的方法,由合力和已知力求出待求的力. 例2 一質(zhì)量為m=2kg的滑塊在傾角為θ=30°的足夠長的斜面上在無外力F的情況下以加速度a=2.5m/s2勻加速下滑.如圖3所示,若用一水平向右的恒力F作用于滑塊,使滑塊由靜止開始在0~2 s內(nèi)沿斜面運動的位移x=4 m.求:(g取10 m/s2) 圖3 (1)滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ; (2)恒力F的大?。? 答案 (1) (2)N或N 解析 (1)根據(jù)牛頓第二定律可得m
8、gsinθ-μmgcosθ=ma, 解得μ=. (2)使滑塊沿斜面做勻加速直線運動,有加速度方向沿斜面向上和沿斜面向下兩種可能. 由x=a1t2,得加速度大小a1=2m/s2. 當(dāng)加速度方向沿斜面向上時,F(xiàn)cosθ-mgsinθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma1, 代入數(shù)據(jù)得F=N. 當(dāng)加速度方向沿斜面向下時,mgsinθ-Fcosθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma1, 代入數(shù)據(jù)得F=N. 針對訓(xùn)練2 一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運動,4s內(nèi)通過8m的距離,此后關(guān)閉發(fā)動機,汽車又運動了2s停止,已知汽車的質(zhì)量m=2×103kg,汽車運動過程中所受阻力大
9、小不變,求: (1)關(guān)閉發(fā)動機時汽車的速度大?。? (2)汽車運動過程中所受到的阻力大??; (3)汽車牽引力的大?。? 答案 (1)4m/s (2)4×103N (3)6×103N 解析 (1)汽車開始做勻加速直線運動,x0=t1 解得v==4m/s (2)關(guān)閉發(fā)動機后汽車減速過程的加速度 a2==-2m/s2 由牛頓第二定律有-Ff=ma2 解得Ff=4×103N (3)設(shè)開始加速過程中汽車的加速度為a1 x0=a1t12 由牛頓第二定律有:F-Ff=ma1 解得F=Ff+ma1=6×103N 三、多過程問題分析 1.當(dāng)題目給出的物理過程較復(fù)雜,由多個過程組成時,
10、要明確整個過程由幾個子過程組成,將過程合理分段,找到相鄰過程的聯(lián)系點并逐一分析每個過程. 聯(lián)系點:前一過程的末速度是后一過程的初速度,另外還有位移關(guān)系、時間關(guān)系等. 2.注意:由于不同過程中力發(fā)生了變化,所以加速度也會發(fā)生變化,所以對每一過程都要分別進行受力分析,分別求加速度. 例3 如圖4所示,ACD是一滑雪場示意圖,其中AC是長L=8m、傾角θ=37°的斜坡,CD段是與斜坡平滑連接的水平面.人從A點由靜止下滑,經(jīng)過C點時速度大小不變,又在水平面上滑行一段距離后停下.人與接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.25,不計空氣阻力.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
11、)求: 圖4 (1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時間; (2)人在離C點多遠處停下? 答案 (1)2s (2)12.8m 解析 (1)人在斜坡上下滑時,對人受力分析如圖所示. 設(shè)人沿斜坡下滑的加速度為a,沿斜坡方向,由牛頓第二定律得 mgsinθ-Ff=ma Ff=μFN 垂直于斜坡方向有 FN-mgcosθ=0 聯(lián)立以上各式得 a=gsinθ-μgcosθ=4m/s2 由勻變速直線運動規(guī)律得L=at2 解得:t=2s (2)人在水平面上滑行時,水平方向只受到水平面的摩擦力作用.設(shè)在水平面上人減速運動的加速度大小為a′,由牛頓第二定律得μmg=ma′
12、設(shè)人到達C處的速度為v,則由勻變速直線運動規(guī)律得 人在斜坡上下滑的過程:v2=2aL 人在水平面上滑行時:0-v2=-2a′x 聯(lián)立解得x=12.8m 1.(從運動情況確定受力)如圖5所示,質(zhì)量為m=3kg的木塊放在傾角θ=30°的足夠長的固定斜面上,木塊可以沿斜面勻速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木塊上,使其由靜止開始沿斜面向上加速運動,經(jīng)過t=2s時間木塊沿斜面上升4m的距離,則推力F的大小為(g取10m/s2)( ) 圖5 A.42N B.6N C.21N D.36N 答案 D 解析 因木塊能沿斜面勻速下滑,由平衡條件知:mgsinθ=μmgc
13、osθ,所以μ=tanθ;當(dāng)在推力作用下加速上滑時,由運動學(xué)公式x=at2得a=2m/s2,由牛頓第二定律得:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma,得F=36N,D正確. 2.(從受力確定運動情況)(2019·浙南名校聯(lián)盟高一第一學(xué)期期末聯(lián)考)如圖6所示,哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐世界最快觀光電梯,從地面開始經(jīng)歷加速、勻速、減速的過程恰好到達觀景臺只需45 s,運行的最大速度為18 m/s.觀景臺上可以鳥瞰整個迪拜全景,可將棕櫚島、帆船酒店等盡收眼底,頗為壯觀.一位游客用便攜式拉力傳感器測得:在加速階段質(zhì)量為0.5 kg的物體受到的豎直向上的拉力為5.45 N.電梯加速、減速過
14、程視為勻變速直線運動(g取10 m/s2). 圖6 (1)求電梯加速階段的加速度大小及加速運動的時間; (2)若減速階段與加速階段的加速度大小相等,求觀景臺的高度. 答案 (1)0.9m/s2 20s (2)450m 解析 (1)設(shè)加速階段加速度為a,由牛頓第二定律得: FT-mg=ma 解得a=0.9m/s2 由v=at 解得t=20s (2)勻加速階段位移x1=at2 勻速階段位移x2=v(t總-2t) 勻減速階段位移x3= 高度x=x1+x2+x3=450m. 3.(多過程問題分析)一個質(zhì)量為4kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ
15、=0.2.從t=0開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F的作用,力F隨時間t變化的規(guī)律如圖7所示.g取10m/s2.求:(結(jié)果可用分式表示) 圖7 (1)在2~4s時間內(nèi),物體從開始做減速運動到停止所經(jīng)歷的時間; (2)0~6s內(nèi)物體的位移大?。? 答案 (1)s (2)m 解析 (1)在0~2s內(nèi),由牛頓第二定律知F1-μmg=ma1,a1=1m/s2,v1=a1t1,解得v1=2 m/s. 2~4s內(nèi),物體的加速度a2==-3m/s2, 由0-v1=a2t2知,物體從開始做減速運動到停止所用時間t2=-=s. (2)0~2s內(nèi)物體的位移x1==2m, 2~4
16、s內(nèi)物體的位移x2==m, 由周期性可知4~6s內(nèi)和0~2s內(nèi)物體的位移相等,所以0~6s內(nèi)物體的位移x=2x1+x2=m. 一、選擇題 考點一 從受力確定運動情況 1.用30N的水平外力F,拉一個靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為20kg的物體,力F作用3s后消失.則第5s末物體的速度和加速度大小分別是( ) A.v=4.5m/s,a=1.5 m/s2 B.v=7.5m/s,a=1.5 m/s2 C.v=4.5m/s,a=0 D.v=7.5m/s,a=0 答案 C 解析 力F作用下a==m/s2=1.5 m/s2,3s末的速度v=at=4.5m/s,3 s后撤去外力,物體所
17、受合外力為0,a=0,物體做勻速運動,故C正確. 2.一個物體在水平恒力F的作用下,由靜止開始在粗糙程度相同的水平面上運動,經(jīng)過時間t,速度變?yōu)関,如果要使物體的速度變?yōu)?v,下列方法正確的是( ) A.將水平恒力增加到2F,其他條件不變 B.將物體質(zhì)量減小一半,其他條件不變 C.物體質(zhì)量不變,水平恒力和作用時間都增為原來的兩倍 D.將作用時間增加到原來的2倍,其他條件不變 答案 D 3.(多選)如圖1所示,質(zhì)量為m=1kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.3,當(dāng)物體運動的速度為v0=10m/s時,給物體施加一個與速度方向相反的大小為F=2 N的恒力,在此恒力作用下(g取1
18、0 m/s2)( )
圖1
A.物體經(jīng)10s速度減為零
B.物體經(jīng)2s速度減為零
C.物體的速度減為零后將保持靜止
D.物體的速度減為零后將向右運動
答案 BC
解析 物體向左運動時受到向右的滑動摩擦力,F(xiàn)f=μFN=μmg=3N,根據(jù)牛頓第二定律得a==m/s2=5 m/s2,方向向右,物體的速度減為零所需的時間t==s=2s,B正確,A錯誤.物體的速度減為零后,由于F 19、假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7,g取10m/s2,則汽車剎車前的速度大小為( )
A.7m/s B.14 m/sC.10m/s D.20 m/s
答案 B
解析 設(shè)汽車剎車后滑動過程中的加速度大小為a,由牛頓第二定律得:μmg=ma,解得:a=μg.由勻變速直線運動的速度位移關(guān)系式得v=2ax,可得汽車剎車前的速度大小為:v0===m/s=14 m/s,因此B正確.
5.(2019·本溪一中高一上學(xué)期期末)如圖2所示,一個物體由A點出發(fā)分別沿三條光滑軌道到達C1、C2、C3,則( )
圖2
A.物體到達C1點時的速度最大
B.物體分別在三條軌道上的運動時間 20、相同
C.物體在與C3連接的軌道上運動的加速度最小
D.物體到達C3的時間最短
答案 D
解析 物體在斜面上的加速度a=gsinθ,在與C3連接的軌道上運動的加速度最大,C錯誤.斜面長L=,由v2=2aL得:v=,到C1、C2、C3時物體速度大小相等,故A錯誤.由L=at2即=gsinθ·t2知,沿AC3運動的時間最短,B錯誤,D正確.
6.(多選)質(zhì)量m=2kg、初速度v0=8m/s的物體沿著粗糙水平面向右運動,物體與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,同時物體還受到一個如圖3所示的隨時間變化的水平拉力F的作用,設(shè)水平向右為拉力的正方向,且物體在t=0時刻開始運動,g取10 m/s2, 21、則以下結(jié)論正確的是( )
圖3
A.0~1s內(nèi),物體的加速度大小為2m/s2
B.1~2s內(nèi),物體的加速度大小為2m/s2
C.0~1s內(nèi),物體的位移為7m
D.0~2s內(nèi),物體的總位移為11m
答案 BD
解析 0~1s內(nèi),物體的加速度大小a1==m/s2=4 m/s2,A項錯誤;
1~2s內(nèi)物體的加速度大小a2==m/s2=2 m/s2,B項正確;
物體運動的v-t圖象如圖所示,
故0~1s內(nèi)物體的位移為x1=m=6m,C項錯誤;
0~2s內(nèi)物體的總位移x=x1+x2=[6+] m=11m,D項正確.
7.如圖4所示,一傾角θ=37°的足夠長的斜面固定在水 22、平地面上.當(dāng)t=0時,滑塊以初速度v0=10m/s從斜面上某位置沿斜面向上運動,已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是( )
圖4
A.滑塊一直做勻變速直線運動
B.t=1s時,滑塊速度減為零,然后靜止在斜面上
C.t=2s時,滑塊恰好又回到出發(fā)點
D.t=3s時,滑塊的速度大小為4m/s
答案 D
解析 設(shè)滑塊上滑時的加速度大小為a1,由牛頓第二定律可得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得a1=10m/s2,上滑時間t1==1s,上滑的距離x1=v0t1=5m,因tanθ>μ,即mgs 23、inθ>μmgcosθ,滑塊上滑到速度為零后將繼續(xù)向下運動,選項B錯誤;設(shè)滑塊下滑時的加速度大小為a2,由牛頓第二定律可得mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2,經(jīng)t2=2s-1s=1s,滑塊下滑的距離x2=a2t22=1m<5m,滑塊未回到出發(fā)點,選項C錯誤;因上滑和下滑過程中的加速度不同,故滑塊全程不做勻變速直線運動,選項A錯誤;t=3s時,滑塊沿斜面向下運動,此時的速度v=a2(t-t1)=4m/s,選項D正確.
考點二 從運動情況確定受力
8.如圖5所示,在行駛過程中,如果車距不夠,剎車不及時,汽車將發(fā)生碰撞,車里的人可能受到傷害.為了盡可能地減少碰撞引起的傷害 24、,人們設(shè)計了安全帶及安全氣囊.假定乘客質(zhì)量為70kg,汽車車速為108km/h(即30 m/s),從踩下剎車到車完全停止需要的時間為5s,安全帶及安全氣囊對乘客的平均作用力約為( )
圖5
A.420NB.600NC.800ND.1000N
答案 A
解析 從踩下剎車到車完全停止的5s內(nèi),人的速度由30m/s減小到0,視為勻減速運動,則有a==-m/s2=-6 m/s2.根據(jù)牛頓第二定律知安全帶及安全氣囊對乘客的作用力F=ma=70×(-6) N=-420N,負號表示力的方向跟初速度方向相反.所以選項A正確.
9.(多選)如圖6所示,質(zhì)量為m的小球置于傾角為θ的斜面上,被一個豎 25、直擋板擋?。F(xiàn)用一個水平力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運動,重力加速度為g,忽略一切摩擦,以下說法正確的是( )
圖6
A.斜面對小球的彈力為
B.斜面和豎直擋板對小球彈力的合力為ma
C.若增大加速度a,斜面對小球的彈力一定增大
D.若增大加速度a,豎直擋板對小球的彈力一定增大
答案 AD
解析 對小球受力分析如圖所示,把斜面對小球的彈力FN2進行正交分解,豎直方向有FN2cosθ=mg,水平方向有FN1-FN2sinθ=ma,所以斜面對小球的彈力為FN2=,A正確.FN1=ma+mgtanθ.由于FN2=與a無關(guān),故當(dāng)增大加速度a時,斜面對小球的彈 26、力不變,擋板對小球的彈力FN1隨a增大而增大,故C錯誤,D正確.小球受到的合力為ma,故B錯誤.
10.如圖7所示,一小車上有一個固定的水平橫桿,左邊有一輕桿與豎直方向成θ角并與橫桿固定,下端連接一小鐵球,橫桿右邊用一根細線吊一質(zhì)量相等的小鐵球.當(dāng)小車做勻變速直線運動時,細線與豎直方向成α角,若θ<α,重力加速度為g,則下列說法正確的是( )
圖7
A.輕桿對小鐵球的彈力方向與細線平行
B.輕桿對小鐵球的彈力方向沿輕桿方向向上
C.輕桿對小鐵球的彈力方向既不與細線平行也不沿著輕桿方向
D.小車一定以加速度gtanα向右運動
答案 A
解析 設(shè)細線對小鐵球的彈力為F線, 27、由牛頓第二定律得F線sinα=ma,F(xiàn)線cosα=mg,可得tanα=,設(shè)輕桿對小鐵球的彈力與豎直方向夾角為β,大小為F桿,由牛頓第二定律可得F桿cosβ=mg,F(xiàn)桿sinβ=ma,可得tanβ==tanα,可見輕桿對小球的彈力方向與細線方向平行,A正確,B、C錯誤.小車的加速度a=gtanα,方向向右,而運動方向可能向右,也可能向左,故D錯誤.
二、非選擇題
11.某研究性學(xué)習(xí)小組利用力傳感器研究小球與豎直擋板間的作用力,實驗裝置如圖8所示,已知斜面傾角為45°,光滑小球的質(zhì)量m=3kg,力傳感器固定在豎直擋板上.求:(g=10m/s2)
圖8
(1)當(dāng)整個裝置靜止時,力傳感器的 28、示數(shù);
(2)當(dāng)整個裝置向右做勻加速直線運動時,力傳感器示數(shù)為36N,此時裝置的加速度大?。?
(3)某次整個裝置在水平方向做勻加速直線運動時,力傳感器示數(shù)恰好為0,此時整個裝置的運動方向如何?加速度為多大?
答案 (1)30N (2)2m/s2 (3)方向向左 10 m/s2
解析 (1)以小球為研究對象,設(shè)小球與力傳感器靜止時力傳感器對小球的作用力大小為F,小球與斜面間的作用力大小為FN,對小球受力分析如圖所示,
由平衡條件可知:
F=mg=3×10N=30N;
(2)豎直方向FNcos45°=mg;
水平方向F′-FNsin45°=ma;
解得:a=2m/s2;
( 29、3)要使力傳感器示數(shù)為0,則有:
FNcos45°=mg;FNsin45°=ma′;
解得:a′=10m/s2,方向向左.
12.如圖9所示,一足夠長的固定粗糙斜面與水平面夾角θ=30°.一個質(zhì)量m=1kg的小物體(可視為質(zhì)點),在F=10N的沿斜面向上的拉力作用下,由靜止開始沿斜面向上運動.已知斜面與物體間的動摩擦因數(shù)μ=.g取10m/s2.
圖9
(1)求物體在拉力F作用下運動的加速度大小a1;
(2)若力F作用1.2s后撤去,求物體在上滑過程中距出發(fā)點的最大距離.
答案 (1)2.5m/s2 (2)2.4m
解析 (1)對物體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律:
物體受到斜 30、面對它的支持力FN=mgcosθ=5N,
物體的加速度a1===2.5m/s2.
(2)力F作用t0=1.2s后,速度大小為v=a1t0=3m/s,物體向上滑動的距離x1=a1t02=1.8m.
此后它將向上做勻減速運動,其加速度大小a2==7.5m/s2.
這一過程物體向上滑動的距離x2==0.6m.
整個上滑過程移動的最大距離x=x1+x2=2.4m.
13.如圖10所示為游樂場中深受大家喜愛的“激流勇進”的娛樂項目,人坐在船中,隨著提升機達到高處,再沿著水槽飛滑而下,劈波斬浪的剎那給人驚險刺激的感受.設(shè)乘客與船的總質(zhì)量為100kg,在傾斜水槽和水平水槽中滑行時所受的阻力均為重 31、力的0.1倍,水槽的坡度為30°,若乘客與船從槽頂部由靜止開始滑行18m經(jīng)過斜槽的底部O點進入水平水槽(設(shè)經(jīng)過O點前后速度大小不變,取g=10m/s2).求:
圖10
(1)船沿傾斜水槽下滑的加速度的大?。?
(2)船滑到傾斜水槽底部O點時的速度大?。?
(3)船進入水平水槽后15s內(nèi)滑行的距離.
答案 (1)4m/s2 (2)12 m/s (3)72m
解析 (1)對乘客與船進行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律,有mgsin30°-Ff=ma,
Ff=0.1mg,
得a=4m/s2.
(2)由勻變速直線運動規(guī)律有v2=2ax,
代入數(shù)據(jù)得v=12m/s.
(3)船進入水平水槽后,據(jù)牛頓第二定律有-Ff=ma′,
故a′=-0.1g=-0.1×10m/s2=-1 m/s2,
由于t止=-=12s<15s,
即船進入水平水槽后12s末時速度為0,
船在15s內(nèi)滑行的距離x=t止=×12m=72m.
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