题目
工人师傅用水平拉力拉动水平地面上一个质量为5(kg)的木箱,已知拉力大小为15(N),木箱受到的滑动摩擦力大小为5(N)(忽略空气阻力),则木箱在水平方向受到的合外力大小为_____(N),根据牛顿第二定律(F_({合)}=ma),木箱的加速度大小为_____((m/s)^2)(g取10(m/s)^2),提示:先计算合外力,再求加速度)
工人师傅用水平拉力拉动水平地面上一个质量为$5\text{kg}$的木箱,已知拉力大小为$15\text{N}$,木箱受到的滑动摩擦力大小为$5\text{N}$(忽略空气阻力),则木箱在水平方向受到的合外力大小为_____$\text{N}$,根据牛顿第二定律$(F_{\text{合}}=ma)$,木箱的加速度大小为_____$\text{(m/s}^2)$($g$取$10\text{m/s}^2$),提示:先计算合外力,再求加速度)
题目解答
答案
根据题意,木箱在水平方向受到两个力:拉力 $ F = 15\,\text{N} $ 和滑动摩擦力 $ f = 5\,\text{N} $。两者方向相反,合外力为:
\[
F_{\text{合}} = F - f = 15\,\text{N} - 5\,\text{N} = 10\,\text{N}
\]
根据牛顿第二定律 $ F_{\text{合}} = ma $,可得加速度:
\[
a = \frac{F_{\text{合}}}{m} = \frac{10\,\text{N}}{5\,\text{kg}} = 2\,\text{m/s}^2
\]
因此,木箱在水平方向受到的合外力大小为 $ 10\,\text{N} $,加速度大小为 $ 2\,\text{m/s}^2 $。
答案:
第1空:10
第2空:2
解析
本题主要考察牛顿第二定律的应用,解题关键是先计算物体在水平方向的合外力外力,再利用牛顿第二定律求加速度。
步骤1:计算水平方向的合外力
木箱在水平方向受两个力:
-
- 拉力 $F = 15\,\text{N}$(水平方向,假设为正方向);
- 滑动摩擦力 $f = 5\,\text{N}$(与拉力方向相反,为负方向)。
合外力公式:
$F_{\text{合}} = F - f$
代入数据:
$_{\text{合}} = 15\,\text{N} - 5\,\text{N} = 10\,\text{N}$
步骤2:根据牛顿第二定律求加速度
牛顿第二定律公式:
$_{\text{合}} = ma$
变形得加速度 $a$:
$a = \frac{_{\text{合}}}{m}$
代入数据(质量 $m = 5\,\text{kg}$):
$a = \frac{10\,\text{N}}{5\,\text{kg}} = 2\,\text{m/s}^2$