Question

【题目】如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处．现用大小F=30N的水平拉力拉此物体，经t0=2s拉至B处．已知A、B间距L=20m，求：

（1）物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）为了使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求力F作用的最短时间t；
（3）有些同学觉得：要使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，力F的大小和最短作用时间t之间存在一定的关系．例如甲同学猜想：力F越大，所用时间t越短．请你用所学物理知识找到F﹣t之间定量的关系．

Answer 1

【答案】
（1）解：物体在水平地面上从A点由静止开始向B点做匀加速直线运动，

L= at02 …①

对物体进行受力分析得：

F﹣Ff=ma …②

FN=G…③

Ff=μFN…④

解得：μ=0.5 …⑤

答：物体与地面间的动摩擦因数为0.5；

（2）解：物体在水平地面上从A点由静止开始向B点经历了在F和Ff共同作用下的匀加速

运动和只在Ff作用下的匀减速运动．

匀加速运动加速度的大小：F﹣Ff=ma1 …⑥

匀减速运动加速度的大小：Ff=ma2 …⑦

v=a1t1 …⑧

x1= a1t2 …⑨

0﹣v2=﹣2a2x2 …⑩

L=x1+x2

解得：t= s=1.15s

答：为了使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，力F作用的最短时间为1.15s；

（3）解：该同学结论错误，根据物理知识可得： 二者不成反比关系．

答：F﹣t之间定量的关系为 ．

【解析】使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求力F作用的最短时间t，这句话所描述的运动现象就是在F的作用下物体加速到一定速度后，撤去F物体减速运动到B处时速度刚好减为0，所对应的加速的时间即为力F作用的最短时间。

【考点精析】本题主要考查了匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识点，需要掌握速度公式：V=V0+at；位移公式：s=v0t+1/2at2；速度位移公式：vt2-v02=2as；以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值才能正确解答此题．