Question

2．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F 的作用，其F-t和V-t图象分别如乙、丙所示，由图象可知．

（1）当t=1s时，物体受到的摩檫力是多少N？
（2）当t=3s时，物体受到的合力是多少N？
（3）在第4s到6s内，力F在这段时间内对物体所做的功率为多少W？

Answer 1

分析 （1）当t=1s时，从F-t图象中读出物体所受的拉力，从速度图象可知此时物体处于静止状态，根据二力平衡条件求出此时的摩擦力；
（2）首先从速度图象中得出4～6s物体做匀速直线运动，然后从对应的F-t图象中读出物体所受的拉力，根据二力平衡条件求出此时的滑动摩擦力；再根据影响滑动摩擦力大小的因素判断出t=3s时物体受到的摩擦力大小，从F-t图象中找出物体此时所受的拉力，这两个力方向相反，合力等于拉力减去滑动摩擦力；
（3）由速度图象读出第4s到第6s内物体的速度，由对应的F-t图象读出物体所受到的拉力大小，根据P=Fv求出此过程中拉力的功率．

解答 解：
（1）当t=1s时，由乙图可知，物体所受拉力为1N；
由丙图可知，此时物体的速度为零，物体处于静止状态，所以水平方向上的摩擦力和拉力是一对平衡力，则摩檫力等于拉力，即此时的摩擦力为1N；
（2）由丙图可知，在4～6 s，物体做匀速直线运动；
由乙图可知，在4～6 s，物体所受拉力F=2N，
所以，滑动摩擦力与推力平衡，则f_滑=F=2N；
在2～4s，物体做加速运动，拉力大于滑动摩擦力；但由于压力和接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，仍为2N．
由乙图可知，当t=3s时，拉力F′=3N，
此时物体受到的合力：F_合=F′-f_滑=3N-2N=1N；
（3）由图丙可知，在4～6s内物体做匀速直线运动，速度v=4m/s，
由图乙可知，在4～6s内物体受到的拉力F=2N，
则物体在第4s到第6s内水平拉力F的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2N×4m/s=8W．
答：（1）当t=1s时，物体受到的摩檫力是1N；
（2）当t=3s时，物体受到的合力是1N；
（3）在第4s到6s内，力F在这段时间内对物体所做的功率为8W．

点评 此题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后结合二力平衡条件和功率的公式进行计算求解，是中考的热点考题．