質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面作直線運動,一段時間后撤去F,其運動的v-t 圖象如圖所示.g取10m/s2,求:
(1)物體在0-6s和6-10s的加速度;
(2)0-10s內(nèi)物體運動位移的大小;
(3)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;
(4)水平推力F的大。
分析:根據(jù)速度-時間圖象可知:0-6s內(nèi)有水平推力F的作用,物體做勻加速直線運動;6s-10s內(nèi),撤去F后只在摩擦力作用下做勻減速直線運動,可根據(jù)圖象分別求出加速度,再根據(jù)勻變速直線運動基本公式及牛頓第二定律求解力.
解答:解:(1)物體在0-6s的加速度為:a1=
△v
△t
=
8-2
6
=1m/s2

物體在6-10s的加速度為:a2=
△v
△t
=
0-8
4
=-2m/s2

(2)0-10s內(nèi)物體運動位移的大小等于圖線與時間軸包圍的面積,故位移為:
x=
1
2
×(2+8)×6+
1
2
×4×8=46m

(3)勻減速過程,根據(jù)牛頓第二定律,有
-μmg=ma2
解得:μ=
a2
-g
=
-2m/s2
-10m/s2
=0.2

(4)勻加速過程,根據(jù)牛頓第二定律,有
F-μmg=ma1
解得:F=μmg+ma1=0.2×2×10+2×1=6N
答:(1)物體在0-6s為1m/s2,6-10s的加速度為-2m/s2;
(2)0-10s內(nèi)物體運動位移的大小為46m;
(3)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ為0.2;
(4)水平推力F的大小為6N.
點評:本題是速度--時間圖象的應用,要明確斜率的含義,知道在速度--時間圖象中圖象與坐標軸圍成的面積的含義,能根據(jù)圖象讀取有用信息,并結(jié)合勻變速直線運動基本公式及牛頓第二定律求解.屬于中檔題.
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(2010?安徽)質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面作直線運動,一段時間后撤去F,其運動的v-t圖象如圖.g取10m/s2,求:
(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)水平推力F的大;
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15s
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(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)比例系數(shù)k.

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