Question

18．物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)力和速度傳感器監(jiān)測(cè)到力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示，取g=10m/s²，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 物體的質(zhì)量m=1kg
• B． 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40
• C． 第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2.0J
• D． 前2s內(nèi)推力F做功的平均功率$\overline{P}$=3W

Answer 1

分析 根據(jù)速度時(shí)間圖線和F-t圖線，得出勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的推力，從而得出摩擦力的大小．根據(jù)速度時(shí)間圖線求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，結(jié)合牛頓第二定律求出物體的質(zhì)量．結(jié)合摩擦力的大小，運(yùn)用滑動(dòng)摩擦力的公式求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大小．根據(jù)圖線圍成的面積求出位移，從而求出克服摩擦力做功的大�。�結(jié)合平均功率的公式求出前2s內(nèi)的平均功率．

解答 解：A、由速度時(shí)間圖線知，在2-3s內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知推力等于摩擦力，可知f=2N，
在1-2s內(nèi)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由速度時(shí)間圖線知，a=$\frac{2}{2-1}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)₂-f=ma，代入數(shù)據(jù)解得m=0.5kg，故A錯(cuò)誤．
B、物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{f}{mg}=\frac{2}{5}=0.40$，故B正確．
C、第2s內(nèi)的位移x₂=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×2×1m=1m$，則物體克服摩擦力做功W=fx₂=2×1J=2J，故C正確．
D、前2s內(nèi)位移x=x₂=1m，則推力F做功的大小W_F=F₂x₂=3×1J=3J，則平均功率$\overline{P}=\frac{{W}_{F}}{t}=\frac{3}{2}W=1.5W$，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了速度時(shí)間圖線與F-t圖線的綜合運(yùn)用，通過(guò)速度時(shí)間圖線得出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵，知道速度時(shí)間圖線的斜率表示加速度，圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移．