Question

【题目】质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2。现对物体施加一个大小变化、方向不变的水平拉力F，使物体在水平面上运动。力F随时间的变化情况如图所示，为使物体在这3s内发生的位移最大，力F的变化情况应为图中的

Answer 1

【答案】D

【解析】A、在01s内，F<μmg=2N，物体静止不动。在12s内，加速度a1=（Fμmg）/m=1m/s2，

位移x1==1/2×1×1m=0.5m，

第2s末的速度v=a1t0=0.5×1m/s=0.5m/s，

在23s内，加速度a2=（Fμmg）/m =(52)/1=3m/s2，

位移x2=vt0+=0.5×1+1/2×3×1m=2m，

则总位移为2.5m；

B、在01s内，a1= (Fμmg)/m=1m/s2，

第1s末速度为v1=a1t0=1m/s，位移x1==1/2×1×1m=0.5m，

在12内，加速度a2=(Fμmg)/m =(10.2×10)/1=1m/s2，

位移x2=v1t0+=1×11/2×1×1m=0.5m，

第2s末速度为v2=v1+a2t0=0.5m/s.

在23s内,加速度a3=(Fμmg)/m =(52)/1=3m/s2，

位移x3=v2t0+=0.5×1+1/2×3×1m=2m，

则总位移为3m；

C、在01s内，F<μmg，物体静止不动。

在12s内,加速度a1=(Fμmg)/m =（52）/1=3m/s2，

位移x1==1/2×3×1m=1.5m，

第2s末的速度v=a1t0=3m/s.

在23s内，加速度a2═(Fμmg)/m =1m/s2，

位移x2=vt2+=3×1+1/2×1×1m=3.5m，

则总位移为5m；

D、在01s内，加速度a1=(Fμmg)/m =（52）/1=3m/s2，

第1s末速度为v1=a1t0=3m/s，

第1s内的位移x1==1/2×3×1m=1.5m，

在12s内,加速度a2=(Fμmg)/m =1m/s2，

位移x2=v1t0+=3×1+1/2×1×1m=3.5m，

第2s末速度为v2=v1+a2t0=3.5m/s，

在23s内,加速度a3=(Fμmg)/m =121m/s2=1m/s2，

则位移x3=v2t0+=3.5×11/2×1×1m=3m，总位移为8m。

可知D选项位移最大。

故选：D。