Question

初中物理第二册《机械能》第一节告诉我们：物体由于运动而具有的能叫动能，动能的表达式．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E_k-s的图线如图所示（），g取l0m/s²．求：
（1）物体初速度的大小；
（2）物体和水平面间的动摩擦因数；
（3）物体运动的总时间．

Answer 1

【答案】分析：（1）从图中可以看出物体的初动能，根据动能的表达式算出初速度；
（2）对撤去拉力F后直到停止的过程运用动能定理，求出f，根据滑动摩擦力的公式求出μ；
（3）对加速和减速的两个过程分别用匀变速直线运动的平均速度公式求出运动时间，再求出总时间．
解答：解：（1）由图可知物体的初动能为2J，根据得：v=2m/s
    （2）设匀加速的位移为s₁，位移为s₂，对撤去拉力F后直到停止的过程运用动能定理得：
△E_K=W_合
-μmgs₂=0-8J
 μ=0.2
     （3）设匀加速运动的末速度为v₁，运动时间为t₁，匀减速运动的末速度为v₂，运动时间为t₂，
          由图可知物体匀加速运动的末动能为8J，匀减速运动的末速度v₂=0，根据得：v₁=4m/s
           根据  s₁=        解得：t₁=m 
           根据        解得：t₂=2s
               所以总时间 t=t₁+t₂=s
答：（1）物体初速度的大小为2m/s；（2）物体和水平面间的动摩擦因数为0.2；（3）物体运动的总时间为s．
点评：这是个图象问题，要从图象中获取正确有用的信息来解题，熟练运用匀变速直线运动的基本公式解题，难度适中．