题目内容

质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.g取10 m/s2,求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10 s内物体运动位移的大小

(1)0.2;(2)6 N;(3)46 m

解析试题分析:(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2
则a2=-2 m/s2     ① (2分)
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有
Ff=ma2          ②(2分)
Ff=-μmg        ③(2分)
联立②③得μ==0.2      ④(2分)
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则
a1=1 m/s2                 ⑤(2分)
根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma1    ⑥(2分)
联立③⑥得F=μmg+ma1=6 N.                   (2分)
(3)解法一:由匀变速直线运动位移公式,得
x=x1+x2=v10Δt1a1Δt+v20Δt2a2Δt=46 m.  (4分)
解法二:根据v-t图象围成的面积,得
x==46 m.  
考点:牛顿第二定律,匀变速直线运动速度与时间的关系;图象

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