题目内容

【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

【答案】D

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

位移x1==1/2×1×1m=0.5m

2s末的速度v=a1t0=0.5×1m/s=0.5m/s

23s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、01sa1= (Fμmg)/m=1m/s2

1s末速度为v1=a1t0=1m/s位移x1==1/2×1×1m=0.5m

12加速度a2=(Fμmg)/m =(10.2×10)/1=1m/s2

位移x2=v1t0+=1×11/2×1×1m=0.5m

2s末速度为v2=v1+a2t0=0.5m/s.

23s,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、01s内,F<μmg,物体静止不动。

12s,加速度a1=(Fμmg)/m =(52)/1=3m/s2

位移x1==1/2×3×1m=1.5m

2s末的速度v=a1t0=3m/s.

23s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、01s加速度a1=(Fμmg)/m =(52)/1=3m/s2

1s末速度为v1=a1t0=3m/s

1s内的位移x1==1/2×3×1m=1.5m

12s,加速度a2=(Fμmg)/m =1m/s2

位移x2=v1t0+=3×1+1/2×1×1m=3.5m

2s末速度为v2=v1+a2t0=3.5m/s

23s,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。

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