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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,物体移动了2m的距离,求物体受到的合外力。
解答:
首先,我们需要根据题意列出物体的受力情况。物体受到重力、支持力和水平外力三个力的作用。
1. 重力:由于物体在地球上受到的重力加速度约为9.8m/s^2,因此物体的重力为:
G = mg = 5kg x 9.8m/s^2 = 49N
2. 支持力:由于物体在水平地面上,因此物体受到的支持力等于物体的重力,即:
N = G = 49N
3. 水平外力:已知物体受到的水平外力为20N,方向与位移方向相同。根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
a = F/m = 20N / 5kg = 4m/s^2
由于物体在水平方向上运动了2m的距离,因此物体的速度变化量为:
Δv = at = 4m/s^2 x 2s = 8m/s
由于物体只受到水平外力和支持力的作用,因此这两个力的合力是物体所受的合外力,即:
F合 = F - N = 20N - 49N = -29N
合外力的方向与水平外力的方向相同,即与位移的方向相同。
综上所述,物体受到的合外力为-29N,方向与水平外力的方向相同。
希望这个例题能够帮助您理解高中物理的相关知识。如果您有任何其他问题,请随时向我提问。