题目内容

6.如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动,通过力传感器和速度传感器监测推力F、物体速度V随时间t变化的规律如图乙所示,取g=10m/s2,求:
(1)物体的质量m和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)第2s内物体客服摩擦力做的功W;
(3)前2s内推力F做功的平均功率$\overline{p}$.

分析 (1)速度图象的斜率代表物体的加速度.求出加速度,根据牛顿第二定律求解.
(2)根据图象的“面积”求出位移,再求克服摩擦力做功.
(3)由W=Fs求出前2s内推力做功,再由$\overline{p}$=$\frac{W}{t}$求平均功率.

解答 解:(1)第2 s内,根据速度时间图象可知,物体的加速度为a=2 m/s2
第3 s内,物体做匀速直线运动,所以根据牛顿第二定律有:
3-μmg=2m,μmg=2 N
解得:m=0.5 kg,μ=0.40  
(2)第2 s内物体运动的位移为 s=$\frac{1}{2}×1×2$m=1m,摩擦力大小为 f=2 N,克服摩擦力做的功:
Wf=fs=2.0 J
(3)前2 s内推力F做功为W=Fs=3 J,平均功率为:$\overline{p}$=$\frac{W}{t}$=1.5 W
答:(1)物体的质量m是0.5kg,物体与水平面间的动摩擦因数μ是0.40;
(2)第2s内物体客服摩擦力做的功W是2.0J;
(3)前2s内推力F做功的平均功率$\overline{p}$是1.5W.

点评 对于速度图象类的题目,主要是要理解:1、斜率的含义:斜率代表物体的加速度;2、速度图象与时间轴围成的面积的含义:面积代表物体的位移.

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