题目内容
【题目】如图1所示,质量的物体在水平面上向右做直线运动,过a点时给物体施加一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得
图像如图2所示,重力加速度g取
,求:
(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)10s后撤去拉力F,求物体再过15s离a点的距离。
【答案】(1)3N,0.05;(2)38 m
【解析】
(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为,则由图像得加速度为
设物体向左做匀加速直线运动的加速度为,则由图像得加速度为
在0~4s内,根据牛顿第二定律,有
在4s~10s内,根据牛顿第二定律,有
代入数据解得
,
(2)设10s末物体的位移为x,则x为图线与坐标轴所围的面积,则有
即物体在a点左侧2 m处;
设撤去拉力F后物体做匀减速直线运动的加速度大小为 ,根据牛顿第二定律有
解得
根据,代入数据得,物体速度减为零的时间为
则物体再过15s的位移即12s内的位移,根据公式,得在12s内的位移为
物体在15s后离a点的距离为
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