Question

19．质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2s后撤去，物体运动的速度图象如图所示，则下列说法正确的是（取g=10m/s²） （　　）

• A． 拉力F做功150 J
• B． 拉力F做功350 J
• C． 物体克服摩擦力做功100 J
• D． 物体克服摩擦力做功175 J

Answer 1

分析 根据速度图象的斜率等于物体的加速度，由数学知识求出斜率，得到加速度．对匀加速和匀减速两个过程，运用牛顿第二定律求出拉力和滑动摩擦力，根据速度图象的“面积”求出位移，即可求得拉力和摩擦力做功．

解答 解：根据速度时间图象的斜率等于物体的加速度，则前2秒的加速度为：a₁=$\frac{10-5}{2}$=2.5 m/s²．
2～6秒的加速度大小为：a₂=$\frac{10-0}{6-2}$=2.5 m/s²．
对于两段运动过程，由牛顿第二定律得：
 F-F_f=ma₁…①
 F_f=ma₂ …②
解得：F=10 N，F_f=5N．
前2秒位移为：x₁=$\frac{1}{2}$×（5+10）×2 m=15 m，
2秒～6秒位移为：x₂=$\frac{1}{2}$×（10+0）×4 m=20 m
拉力做功为：W_F=Fx₁=150 J，
整个过程中克服摩擦力做功为：W_Ff=F_f（x₁+x₂）=175 J．故AD正确，BC错误；
故选：AD

点评 本题是速度图象与牛顿第二定律、功等等知识的综合，关键要抓住速度图象的斜率等于物体的加速度．本题也可以根据动能定理求解克服摩擦力做的功．