Question

【题目】质量为3kg的物体，在0～4s内受水平力F的作用，在4～10s内因受摩擦力作用而停止，其v﹣t图象如图所示．求：
（1）物体所受的摩擦力．
（2）在0～4s内物体所受的拉力．
（3）在0～10s内物体的位移．

Answer 1

【答案】
（1）解：4～10 s内，a2=﹣2m/s2

根据牛顿第二定律得：F合=ma2=﹣6N

f=F合=﹣6N，方向与运动方向相反

答：物体所受的摩擦力大小为6N，方向与运动方向相反

（2）解：0～4 s内，a1=3m/s2

F合′=F﹣f

F=F合′+f=ma1+f=3×3+6N=15N

答：在0～4s内物体所受的拉力为15N

（3）解：图线与时间轴所围成的面积表示位移，得：

答：在0～10s内物体的位移为60m

【解析】（1）先根据速度时间图像的物理意义求出4到10秒加速度，然后利用牛顿第二运动定律，求出物体所受的摩擦力。
（2）根据速度时间图像的物理意义，求出0到4秒物体的加速度，根据牛顿第二运动定律求解力的大小。
（3）速度时间图像的面积代表物体的位移。
【考点精析】本题主要考查了匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和V-t图象的相关知识点，需要掌握速度公式：V=V0+at；位移公式：s=v0t+1/2at2；速度位移公式：vt2-v02=2as；以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值；v-t图像：①在速度图像中，可以读出物体在任何时刻的速度；②在速度图像中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值；③在速度图像中，物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率；④图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向；⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动才能正确解答此题．