- 2022朝阳一模高三物理
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题目：
【例题】（2022朝阳一模高三物理）
一物体在水平地面上做匀速直线运动，其速度为v。现在给物体施加一个水平向右的恒定拉力F，使其开始做匀加速直线运动，经过一段时间t后，撤去拉力F，物体做匀减速直线运动直到静止。已知物体在运动过程中受到的摩擦力大小不变，求：
（1）物体在运动过程中的最大速度；
（2）物体在运动过程中受到的摩擦力大小；
（3）物体从开始运动到最后停止所通过的路程。
解析：
（1）物体在水平方向上受到拉力F和摩擦力作用，开始做匀加速直线运动，撤去拉力后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式可以求得最大速度。
根据牛顿第二定律，有：$F - f = ma$
根据匀变速直线运动的速度公式，有：$v = \frac{at}$
当撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，根据速度公式有：$v = v_{m} - at$
联立以上三式可得：$v_{m} = \frac{F}{f + F_{f}}$
其中$F_{f}$为阻力。
（2）当撤去拉力后，物体做匀减速直线运动直到静止，根据牛顿第二定律和运动学公式可以求得摩擦力大小。
根据牛顿第二定律，有：$f = ma_{f}$
其中$a_{f}$为阻力加速度。
根据匀变速直线运动的位移公式有：$x = \frac{v_{m}}{2}t$
联立以上三式可得：$f = \frac{F}{2}$
（3）物体从开始运动到最后停止所通过的路程为：$s = \frac{v_{m}}{2}t + \frac{v^{2}}{2a}$
其中$a$为阻力加速度。
答案：（1）最大速度为$\frac{F}{f + F_{f}}$；
（2）摩擦力大小为$\frac{F}{2}$；
（3）路程为$\frac{F^{2}}{4f} + \frac{v^{2}}{2a}$。
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