寒门提出了这样一个问题(大体如此,为了方便后面分析,我给分了段):
1、水平面上的一物体受到10N的力做水平向右匀速直线运动,则我们可以知道物体一定受到10N水平向左的摩擦力;
2、如果撤消10N的向右拉力,要使物体水平向左匀速直线运动,应该施加向左的10N拉力。(这个结论好象是参考资料上的,而不是寒门杜撰)
3、最后寒门问,10N摩擦力和10N拉力本身是平衡的,怎么能使物体一下子变成向左运动?
这个问题如果不是寒门理解错误,那么就应该是参考资料没有解释清楚。
首先,问题中的第一部分完全没有错误,我想无论是寒门,还是我或者任何一个具有初中二年级水平的学生都能同意。
对于第二段和第一段的关系,如果做这样理解则第二段就能说通了:物体受到的滑动摩擦力是10N,那么要使物体做向左的匀速直线运动,则必须提供10N的向左的拉力!而不应该说是物体本身已经向右运动了,再改变拉力方向物体就能“一下子”向左运动!这里说的是物体已经有向左的初速度后,要使物体保持匀速直线状态,则一定要有10N向左的拉力。
如果是物体已经向右运动了(具有向右的方向),那么突然改变拉力的方向的话,物体将怎么运动呢?以下我根据牛顿第二定律分析。
由于物体这时具有向右的初速度,则在刚刚改变拉力的时候,物体仍要向右运动!摩擦力仍然向左!这时物体受到20N的合力(向左的拉力10N和向左的摩擦力10N)。物体将减速至0!这时物体受到静摩擦力和拉力。我们知道,最大静摩擦力不可能小于滑动摩擦力(前面已知滑动摩擦力为10N,而拉力也是10N),所以物体将保持静止状态。