Question

质量M＝1kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4m时，拉力F停止作用，运动到位移是8m时物体停止，运动过程中－S的图线如图所示。求：

（1）物体的初速度多大？

（2）物体和平面间的摩擦系数为多大？      

（3） 拉力F的大小？（g取）                  

 

Answer 1

【答案】

(1) 2 m/s(2) 0.25 (3) 4.5 N 

【解析】(1)从图线可知初动能为2 J，  E_k0＝mv²＝2 J，v＝2 m/s        (2分)

(2)在位移4 m处物体的动能为10 J，在位移8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功．设摩擦力为F_f，则  －F_fx₂＝0－10 J＝－10 J       (2分)

F_f＝ N＝2.5 N                                        (1分)

因F_f＝μmg                                               (2分)

故μ＝＝＝0.25                                       (1分)

(3)物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力F_f的作用，合力为F－F_f，

根据动能定理有      (F－F_f)·x₁＝ΔE_k                        (2分)

故得F＝＋F_f＝(＋2.5) N＝4.5 N                      (2分)

本题考查力与运动以及能的规律，做该题一定要从图中弄清楚已知量，代入规律公式计算