题文
如图所示，在足够大的粗糙水平面上，有一直角坐标系，在坐标原点处有一物体，质量m＝5kg，物体和水平面间的动摩擦因数为μ＝0.08，物体受到沿坐标轴的三个恒力F1、F2、F3的作用而静止于水平面.其中F1＝3N，方向沿x轴正方向；F2＝4N，方向沿y轴负方向；F3沿x轴负方向，大小未知，从t＝0时刻起，F1停止作用，到第2秒末，F1再恢复作用，同时F2停止作用.物体与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小g＝10m/s2.
（1）判断F3的大小是否一定等于3N；（要求有必要的计算推理过程.）
（2）求物体静止时受到的摩擦力的大小和方向；
（3）求第2s末物体速度的大小；
（4）求第4s末物体所处的位置坐标；
题型：未知 难度：其他题型
答案
（1）一定等于3N；（2）大小等于4N方向沿y轴正方向（3）
（4）
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解析
（1）物体处于平衡状态时：物体受到的摩擦力为静摩擦，最大静摩擦力为
，静摩擦力方向未知，大小范围为[0，4N]；。要确定摩擦力的大小和方向，先确定F3的大小；
设
，则y轴方向合力即
，x 轴方向合力不等于0 ，且两个方向互相垂直必然使得两个方向的合力大于
，则物体不可能平衡，故
是必然的；故
，方向沿-x方向.（4分）
（2）物体静止时沿y轴受力平衡，则物体此时所受的静摩擦力的大小必为
；f的方向为沿y轴正方向；（2分）
（3）撤除
后，物体的运动分析：撤除
后，物体的受主动力
作用，F2、F3的合力
，方向如图沿OA方向，则物体立即有沿OA运动的趋势，故摩擦力方向立即变为与OA的反方向，且摩擦力为滑动摩擦力，大小为4N，受力如图。
在
内，物体所受合外力为F＝1N，方向与－y轴成370角，与－x轴成530角；
物体的加速度为：
；（2分）
物体的运动性质为：初速为零的匀加速直线运动；
物体在
内的位移为：
；（1分）
2s末的速度为：
；方向沿OA方向；（1分）
（4）在
内，恢复F1、撤除F2，由于沿x轴方向
，则物体所受的合外力就是滑动摩擦力f，方向与υ方向相反，故物体沿OA方向做匀减速运动；
加速度大小为：
；方向与υ方向相反；（1分）
物体停下所需要的时间为：
；即物体在2.5s末停下。（1分）
物体在t2＝0.5s内的位移：
，方向沿OA方向。（1分）
故：物体在4s内地总位移为：
；
第4s末物体所处位置的坐标为：
。（1分）
考点
据考高分专家说，试题“如图所示，在足够大的粗糙水平面上，有一直.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。
匀变速直线运动
定义：
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动，即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。
特点：
a=恒量。
匀变速直线运动规律(基本公式)：
速度公式：v=
位移公式：x=
速度平方公式：
位移公式：x=
速度平方公式：
位移—平均速度关系式：x=
匀变速直线运动的几个重要推论：
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝SN－SN－1＝ΔS＝
匀变速直线运动的几个重要推论：
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝SN－SN－1＝ΔS＝
(此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论：Sn＋m－Sn＝
，其中Sn、Sn＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。 - 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根，即vs/2＝
，其中Sn、Sn＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
- 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根，即vs/2＝
。
null
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- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝SN－SN－1＝ΔS＝
