Question

18．如图甲，放在地面上的物体质量2kg，与地面的接触面积是80cm²．受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，由图象可知，当t=1s时，物体受到的摩擦力为2N，在2s至4s内，通过的路程2米，克服摩擦力做功的功率为4W；物体对地面的压强是2500Pa．

Answer 1

分析 （1）由丙图可知0～2s内物体的运动速度关系，然后判断出物体的运动状态，由图乙读出拉力的大小，根据二力平衡条件得出摩擦力的大小，进一步得出当t=1s时物体受到的摩擦力；
（2）由丙图可知4s～6s内物体的运动速度关系，然后判断出物体的运动状态，由图乙读出拉力的大小，根据二力平衡条件得出滑动摩擦力的大小，滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体的运动状态无关，从而得出在2s至4s内滑动摩擦力的大小，根据W=fs求出克服摩擦力做的功，再根据P=$\frac{W}{t}$求出克服摩擦力做功的功率；
（3）物体对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，再根据p=$\frac{F}{S}$求出物体对地面的压强．

解答 解：（1）0～2s内，由丙图可知物体的速度为0，则物体处于静止状态，由图乙可知，拉力为2N，
因物体静止时处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，摩擦力的大小为2N，即当t=1s时物体受到的摩擦力为2N；
（2）4s～6s内，由丙图可知物体以2m/s做匀速直线运动，由图丙可知，拉力为4N，
因物体做匀速直线匀速时处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，滑动摩擦力的大小为4N，
由图丙可知，2s至4s内物体做匀加速直线运动，
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体的运动状态无关，
所以，2s至4s内受到的摩擦力为4N，
克服摩擦力做的功：
W=fs=4N×2m=8J，
克服摩擦力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8J}{2s}$=4W；
（3）物体对地面的压力：
F=G=mg=2kg×10N/kg=20N，
物体对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20N}{80×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2500Pa．
故答案为：2；4；2500．

点评 本题考查了二力平衡条件和影响滑动摩擦力大小因素、做功公式、功率公式、重力公式以及压强公式的应用，v-t图象和F-t图象相结合并判断出物体各段运动状态是关键．