Question

20．如图甲所示，物体在方向保持不变的水平拉力F的作用下向右运动，其运动速度与时间的v-t关系图象如图丙所示，其中水平拉力F的大小随时间变化的F-t关系图象如图乙所示，则：

（1）根据图象分析，当物体保持静止时，物体受到地面对它的静摩擦力的大小是多少？要求写出分析和判断的依据．
（2）试求当物体在水平地面上做匀速直线运动时拉力F的功率．

Answer 1

分析 （1）由v-t图象可知，0～2s内物体处于静止状态，受到的静摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，根据F-t图象可知拉力的大小即为受到的静摩擦力；
（2）由v-t图象可知，4～6s内物体做匀速直线运动，由F-t图象读出拉力的大小，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F的功率．

解答 解：（1）由v-t图象可知，0～2s内物体处于静止状态，受到的静摩擦力和拉力是一对平衡力，
由F-t图象可知，0～2s内物体受到的拉力为1N，由二力平衡条件可知，物体受到的静摩擦力也为1N；
（2）由v-t图象可知，4～6s内物体以v=4m/s的速度做匀速直线运动，由F-t图象可知拉力F=2N，
则拉力F的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2N×4m/s=8W．
答：（1）由v-t图象可知，0～2s内物体处于静止状态，由F-t图象可知，0～2s内物体受到的拉力为1N，由物体静止时处于平衡状态，受到的静摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，故地面对它的静摩擦力的大小是1N；
（2）当物体在水平地面上做匀速直线运动时拉力F的功率为8W．

点评 本题考查了二力平衡条件和功率公式的应用，从v-t图象读出物体的运动状态和从F-t图象中读出对于的拉力是关键．