Question

(14分)质量m＝1 kg的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)  

的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力F停止作用，运动到位

移是8 m时物体停止，运动过程中E_k－x的图线如图10所示．求：(g取10 m/s²)

(1)物体的初速度多大？

(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大？                                  

(3)拉力F的大小．

 

Answer 1

【答案】

(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N

【解析】(1)从图线可知初动能为2 J，

E_k0＝mv²＝2 J，v＝2 m/s.

(2)在位移4 m处物体的动能为10 J，在位移8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克

服摩擦力做功．

设摩擦力为F_f，则

－F_fx₂＝0－10 J＝－10 J

F_f＝ N＝2.5 N

因F_f＝μmg

故μ＝＝＝0.25.

(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力F_f的作用，合力为F－F_f，

根据动能定理有

(F－F_f)·x₁＝ΔE_k

故得F＝＋F_f＝(＋2.5) N＝4.5 N.