题目内容

(2010?福建)质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示.重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为(  )
分析:由滑动摩擦力的公式可以得到滑动摩擦力的大小,也就是最大静摩擦力的大小,再由牛顿第二定律可以判断物体的运动情况,进而由运动学的公式可以求得位移.
解答:解:拉力只有大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动
0~3 s时:F=fmax,物体保持静止,s1=0;
 3~6 s时:F>fmax,物体由静止开始做匀加速直线运动.
a=
F-f
m
=2
m/s2,v=at=6 m/s,s2=
1
2
at2=9 m,
6~9 s时:F=f,物体做匀速直线运动. s3=vt=18m   
9~12 s时:F>f,物体以6 m/s为初速度,以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动,s4=vt+
1
2
at2=27m,
所以物体的总位移是 s1+s2+s3+s4=54 m.
故选B.
点评:本题考查学生的读图的能力,要能够根据F-t图象分析物体的运动情况,需要注意的是在0~3 s时拉力恰好等于最大静摩擦力,此时的物体还不会运动.
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