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题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,从静止开始运动,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,求物体的加速度。
解答:
首先,我们需要根据受力分析和牛顿第二定律来求解物体的加速度。
物体受到三个力的作用:
1. 水平外力:$F = 20N$
2. 滑动摩擦力:$F_{f} = \mu F_{N} = \mu mg = 0.2 \times 5 \times 10N = 10N$
3. 初始时物体受到重力,但重力在此题中不产生加速度。
根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
$a = \frac{F - F_{f}}{m} = \frac{20 - 10}{5}m/s^{2} = 2m/s^{2}$
所以,物体的加速度为$2m/s^{2}$。
这个例题涵盖了基本的牛顿第二定律应用,包括受力分析、加速度和力之间的关系等。通过解答这个例题,学生可以更好地理解物理学的核心概念,并提高他们的解题能力。