题目内容
7.图甲所示,用水平力F拉动物体在水平面上做加速直线运动.当改变拉力的大小时,物体运动的加速度a也随之变化,a和F的关系如图乙所示.取g=10m/s2.(1)根据图线所给的信息,求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)若改用质量是原来2倍的同种材料的物体,请在图乙的坐标系上画出这种情况下的a-F图线.(要求写出作图的根据)
分析 (1)根据牛顿第二定律得出物体加速度与水平力F的关系式,结合图线的斜率和解决求出物体的质量和与水平面间的动摩擦因数.
(2)改变物体的质量,根据牛顿第二定律求出表达式,抓住图线斜率和截距的变化作出a-F图线
解答 解:(1)根据牛顿第二定律:F-μmg=ma
所以:$a=\frac{1}{m}F-μg$
可见a-F图象为一条直线,直线的斜度$k=\frac{1}{m}=2.0k{g}^{-1}$,
纵轴截距为-μg=-2.0m/s2,
解得:物体的质量m=0.50kg,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.20
(2)当物体质量加倍时,物体的加速度$a=\frac{1}{2m}F-μg$
直线斜率$k′=\frac{1}{2m}=1.0k{g}^{-1}$,纵轴的截距不变.如图所示.
答:(1)物体的质量为0.50kg,物体与地面间的动摩擦因数为0.20.
(2)如图所示
点评 解决本题的关键掌握处理图线问题的方法,一般情况下求出两个物理量之间的关系式,结合图线的斜率和截距进行求解
练习册系列答案
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