Question

10．質(zhì)量為m的滑塊靜止在水平地面上O點(diǎn)，如圖（甲）所示，現(xiàn)施一水平向右的恒力F=22.5N作用于滑塊上，經(jīng)時間t₁=0.4s后撤去F．滑塊在水平方向運(yùn)動的v-t圖象如圖（乙）所示，（g取10m/s²），求：

（1）滑塊在水平面上滑行的距離；
（2）滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）滑塊的質(zhì)量m．

Answer 1

分析 （1）圖象與時間軸圍成的面積表示位移，則由圖可直接求出滑塊的位移；
（2）根據(jù)圖象可求得兩過程中的加速度，再由牛頓第二定律列式，同時根據(jù)滑動摩擦力公式列式，聯(lián)立可求得加速度和動摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）由圖象可知，滑塊在水平面上滑行的距離為：$x=\frac{1}{2}×1.2×2=1.2m$
（2）由圖象可知，滑塊的加速：${a_1}=\frac{{△{v_1}}}{{△{t_1}}}=\frac{2}{0.4}=5m/{s^2}$
${a_2}=\frac{{△{v_2}}}{{△{t_2}}}=\frac{2}{0.8}=2.5m/{s^2}$
由牛頓第二定律可知：f=μN(yùn)=μmg=ma₂
F-f=ma₁
所以μ=0.25
m=3kg
答：（1）滑塊在水平面上滑行的距離為1.2m；
（2）滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ為0.25．
（3）滑塊的質(zhì)量m為3kg．

點(diǎn)評 本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用以及圖象法的應(yīng)用，要注意明確v-t圖象可以直接求出加速度和位移；再結(jié)合牛頓第二定律即可順利求解．