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例题:一个质量为m的物体,在水平恒力F的作用下,在粗糙的水平面上运动,其运动方程为s = 4t - t^2(s的单位为m,t的单位为s)。
【问题】
1. 当物体运动到何处时,物体停止?
2. 如果物体在运动过程中受到的摩擦力为Ff = 3F,那么物体运动到何处时,物体停止?
【解答】
1. 根据运动方程s = 4t - t^2,我们可以求出物体运动的初速度v0和加速度a:
v0 = 4m/s
a = -2m/s^2
物体停止时,速度为零,即-2m/s^2 × t = 0,解得t = 0。代入运动方程可得s = 4t - t^2 = 4m。因此,当物体运动到距离原点4m处时,物体停止。
2. 当摩擦力为Ff = 3F时,物体的加速度变为原来的3倍,即a' = -6m/s^2。根据运动方程s = v0t + (1/2)a't^2,我们可以求出物体停止时的时间t'和距离s':
t' = 4m / (6m/s^2) = 2s
s' = v0t' + (1/2)a't'^2 = 6m
因此,当物体运动到距离原点6m处时,物体停止。
【答案】
当物体运动到距离原点4m处时,物体停止。当物体受到的摩擦力为原来的3倍时,物体运动到距离原点6m处时停止。