14.如圖甲所示,質量m=1kg的物體置于傾角θ=37°的固定粗糙斜面上,t=0時對物體施加平行斜面向上的拉力F,t=1s時撤去拉力F,物體運動的部分v-t圖如圖乙所示.已知斜面足夠長,g取10m/s2,下列說法正確的是( 。
A.拉力F的大小為20NB.t=1s時物體的機械能最大
C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.4D.t=4s時物體的速度大小為10m/s

分析 根據(jù)圖象可以求出勻加速直線運動和勻減速直線運動的加速度大小,根據(jù)牛頓第二定律列出勻加速運動和勻減速運動的動力學方程:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1,mgsinθ+μmgcosθ=ma2,聯(lián)立兩方程求出拉力的大小和動摩擦因數(shù).將速度圖象延長到v=0,得到物體運動到最高點的時刻.根據(jù)拉力做功情況,判斷物體的機械能何時最大.

解答 解:AC、根據(jù)v-t圖象的斜率等于加速度,則得物體勻加速直線運動的加速度:a1=20 m/s2
根據(jù)牛頓第二定律得:F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1       
撤去力F后,物體做勻減速直線運動的加速度大。篴2=10 m/s2
根據(jù)牛頓第二定律得:mgsin37°+μmgcos37°=ma2                              
由以上各式解得:F=30N,μ=0.5,故AC錯誤.
B、在0-1s內(nèi)拉力與摩擦力做的總功是正功,物體的機械能增大.1-2s內(nèi),摩擦力對物體做負功,機械能減小,則t=1s時物體的機械能最大.故B正確.
D、將速度圖象延長到4s時,速度大小為10m/s,由于t=3s后摩擦力方向改變了,合力減小了,故速度一定不等于10m/s,故D錯誤;
故選:B

點評 解決本題的關鍵會運用牛頓第二定律列出動力學方程,要知道功能關系:除重力以外的力做功等于物體機械能的變化.

練習冊系列答案
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(1)物體拋出時的初速度為2m/s;
(2)物體經(jīng)過B時豎直分速度為1.5m/s;
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A.2$\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}$B.x1+x2+2$\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}$C.x1+x2D.x1+x2+$\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}$

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