Question

11．在水平地面上有一质量为4千克的物体，在与水平方向成37°角斜向上的恒力F的作下，静止开始运动．4秒后撤去力F，该物体的速度-时间图象如图所示，求
（1）物体与地面间的摩擦因数
（2）物体受到的力F的大小．

Answer 1

分析 撤去拉力后，物体做匀减速直线运动，根据速度时间图线求出匀减速直线运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小．
根据图线的斜率求出匀加速直线运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出拉力F的大小．

解答 解：（1）匀减速直线运动的加速度大小${a}_{2}=\frac{10}{2}m/{s}^{2}=5m/{s}^{2}$，
根据牛顿第二定律得，${a}_{2}=\frac{μmg}{m}=μg$，
解得$μ=\frac{{a}_{2}}{g}=\frac{5}{10}=0.5$．
（2）匀加速直线运动的加速度大小${a}_{1}=\frac{10}{4}m/{s}^{2}=2.5m/{s}^{2}$，
根据牛顿第二定律得，${a}_{1}=\frac{Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）}{m}$，
代入数据解得F≈27.3N．
答：（1）物体与地面间的摩擦因数为0.5；
（2）物体受到的力F的大小为27.3N．

点评 本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用，知道图线的斜率表示加速度，加速度是联系力学和运动学的桥梁．