Question

16．如图1所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2所示．取g=10m/s²．则（　　）

• A． 物体的质量m=3.0 kg
• B． 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20
• C． 第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0 J
• D． 前2s内推力F做功的平均功率$\overline{P}$=3 W

Answer 1

分析 解决本题的关键是理解速度图象的斜率的含义：速度图象的斜率代表物体的加速度．速度的正负代表物体运动的方向．

解答 解：A、由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，
在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a=$\frac{2-0}{1}$=2m/s²，由牛顿第二定律可得F-f=ma，所以m=$\frac{F-f}{a}$=$\frac{3-2}{2}$kg=0.5kg，所以A错误；
B、由f=μF_N=μmg，所以：μ=$\frac{f}{mg}$=$\frac{2}{5}$=0.4，所以B错误；
C、第二秒内物体的位移是：x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2×1=1m，摩擦力做的功为：W=fx=-2×1J=-2J，故克服摩擦力所做的功为2.0J；故C正确；
D、在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动，F也只在第二秒做功，F的功为：W=Fx=3×1J=3J，所以前2S内推力F做功的平均功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3}{2}$W=1.5W，所以D错误．
故选：C

点评 对于速度图象类的题目，主要是要理解斜率的含义：斜率代表物体的加速度；速度正负的含义：速度的正负代表物体运动的方向；速度图象与时间轴围成的面积的含义：面积代表物体的位移．