题目内容

(2009?威海模拟)质量为1.0kg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0.20. 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了3t0的时间.为使物体在3t0时间内发生的位移最大,力F随时间变化情况应该为下面四个图中的哪一个(  )
分析:根据牛顿第二定律求出加速度,由位移公式求出各段时间内物体的位移,再确定哪种情况位移最大.
解答:解:
A、在0-1s内,F<μmg,物体静止不动.在1-2s内,加速度a1=
F-μmg
m
=1m/s2,位移x1=
1
2
a1
t
2
1
=0.5m,第2s末速度为v=a1t1=0.5m/s.在2-3s内,加速度a2=
F-μmg
m
=3m/s2,位移为x2=vt2+
1
2
a2
t
2
2
=2m.
C、在0-1s内,F<μmg,物体静止不动.在1-2s内,加速度a1=
F-μmg
m
=3m/s2,位移x1=
1
2
a1
t
2
1
=1.5m,第2s末速度为v=a1t1=1.5m/s.在2-3s内,加速度a2=
F-μmg
m
=1m/s2,位移为x2=vt2+
1
2
a2
t
2
2
=2m.
B、在0-1s内,加速度a1=
F-μmg
m
=3m/s2,第1s末速度为v1=a1t1=3m/s.在1-2s内,加速度a2=
F-μmg
m
=-0.5m/s2,位移x2=v1t2+
1
2
a2
t
2
2
=2.75m,第2s末速度为v2=v1+a2t2=2.5m/s.在2-3s内,加速度a3=
F-μmg
m
=1m/s2,位移为x3=v2t3+
1
2
a3
t
2
3
=3m.
D、在0-1s内,加速度a1=
F-μmg
m
=3m/s2,第1s末速度为v1=a1t1=3m/s.在1-2s内,加速度a2=
F-μmg
m
=1m/s2,位移x2=v1t2+
1
2
a2
t
2
2
=3.5m,第2s末速度为v2=v1+a2t2=3.5m/s.在2-3s内,加速度a2=
F-μmg
m
=-0.5m/s2,位移为x3=v2t3+
1
2
a2
t
2
2
=3.25m.
故选D
点评:本题也可以通过计算加速度和速度,作出速度-时间图象,根据“面积”表示位移,判断位移的大小.
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