Question

8．水平地面上质量为4kg的物体，在水平方向的拉力F作用下，从静止开始运动，经过一段时间后撤去拉力F，又经过一段时间后物体停止运动，物体运动的全过程如图所示，g=10m/s²，求：
（1）物体与地面的动摩擦因数μ为多大？
（2）拉力F为多大？

Answer 1

分析 （1）由图可知撤去拉力后的加速度，撤去拉力后物体只受摩擦力，由此可得到动摩擦因数
（2）由图可得撤去之前的加速度，再由牛顿第二定律可得拉力

解答 解：（1）由图知20s-30s为撤去拉力后的运动，其加速度为：$a=\frac{20}{30-20}=2m/{s}_{\;}^{2}$
由牛顿第二定律：f=ma，即μmg=ma，
解得：$μ=\frac{a}{g}=\frac{2}{10}=0.2$
（2）0-20s为撤去拉力之前的运动，撤去拉力前的加速度为：$a′=\frac{20-0}{20}m/{s}_{\;}^{2}=1m/{s}_{\;}^{2}$
由牛顿第二定律：F-f=ma′
解得：F=f+ma′=μmg+ma′=0.2×4×10+4×1=12N
答：（1）物体与地面的动摩擦因数μ为0.2
（2）拉力F为12N

点评 本题考查读图能力和应用牛顿定律处理多过程问题的能力，也可以根据图象求出两段过程的位移，根据动能定理求解F和μ