题目内容
4.质量m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面作直线运动.0~2s内F与运动方向相反,2~4s内F与运动方向相同,物体运动的速度-时间图象如图所示,g取10m/s2,求物体与水平面间的动摩擦因数及水平力F的大小?分析 先分析物体的运动过程,共分两个阶段:匀减速直线运动和反向的匀加速直线运动.速度时间图象的斜率表示加速度;分阶段对物体进行受力分析,利用牛顿第二定律计算出物体与水平面间的动摩擦因数.
解答 解:0~2s内,物体的加速度大小 a1=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{10}{2}$=5m/s2;
由牛顿第二定律可得 F+μmg=ma1
2~4s内,物体的加速度大小 a2=$\frac{△{v}_{2}}{△{t}_{2}}$=$\frac{2}{2}$=1m/s2;
由牛顿第二定律可得 F-μmg=ma2
由上可得 μ=$\frac{{a}_{1}-{a}_{2}}{2g}$=$\frac{5-1}{2×10}$=0.2,F=$\frac{1}{2}$m(a1+a2)=$\frac{1}{2}×$20×(5+1)N=60N
答:F的大小是60N,物体与水平间的动摩擦因数为 0.2
点评 对于多阶段运动过程的处理,一定要分阶段进行分析处理,并能从速度时间图象上获取相关信息,速度时间图象的斜率表示加速度.
练习册系列答案
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12.下列关于质点的说法正确的是( )
A. | 体积、质量都极小的物体都看成质点 | |
B. | 当物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响可以忽略时,可用质点来代替物体 | |
C. | 裁判跳水运动员的成绩,可以将其视为质点 | |
D. | 研究自行车的运动时,因为车轮在转动,所以无论研究哪方面,自行车都不能视为质点 |
19.下列关于质点的说法正确的是( )
A. | 质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义 | |
B. | 只有体积很小的物体才能看作质点 | |
C. | 研究地球自转时可把地球看成质点 | |
D. | 如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点 |
16.如图所示,A、B两个物体间用最大张力为100N的轻绳相连,mA=4kg,mB=8kg,在拉力F的作用下向上加速运动,为使轻绳不被拉断,F的最大值为(g取10m/s2)( )
A. | 100N | B. | 120N | C. | 150N | D. | 200N |
13.甲、乙两物体同时同地沿同一直线运动,其v-t图象如图所示.下列说法正确是( )
A. | t=2s时,乙物体的速度改变方向 | |
B. | 甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动 | |
C. | 两物体两次速度相等的时刻分别是在1s末和4s末 | |
D. | 两物体两次相遇的时刻分别在1 s末和4 s末 |
14.已知地球半径等于R处的重力加速度为g,同时知道月亮绕地球的公转周期为T,月地距离等于r,估测地球质量的计算式为( )
A. | M=$\frac{g{R}^{2}}{G}$=$\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{G{T}^{2}}$ | B. | M=$\frac{g{R}^{2}}{G}$=≠$\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{G{T}^{2}}$ | ||
C. | M=$\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{G{T}^{2}}$≠$\frac{g{R}^{2}}{G}$ | D. | 以上都不对 |