题目内容
质量m=1 kg的物体,在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4 m时,拉力F停止作用,运动到位移是8 m时物体停止,运动过程中Ekx的图线如图所示.求:(g取10 m/s2)![]()
(1)物体的初速度多大?
(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大?
(3)拉力F的大小?
:(1)物体的初速度为2m/s.
(2)物体和平面间的动摩擦因数为0.25.
(3)拉力F的大小为4.5N.
解析试题分析:物体在水平拉力作用下沿粗糙水平面做匀加速运动,由动能定理可知动能变化与发生位移成正比.图象的纵截距是初动能,图象的斜率大小为合力大小,则由动能定理列出两组方程,从而求出摩擦力与拉力.
(1)从图线可知初动能为2 J
Ek0=
mv2=2 J,v=2 m/s
(2)在位移为4 m处物体的动能为10 J,在位移为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Ff,则-Ffx2=0-10 J=-10 J![]()
因Ff=μmg,故![]()
(3)物体从开始到移动4 m这段过程中,受拉力F和摩擦力Ff的作用,合力为F-Ff,根据动能定理有
(F-Ff)·x1=ΔEk
故F=
+Ff=(
+2.5)N=4.5 N
考点:动能定理的应用;功的计算.
点评:让学生掌握通过图象来解物理问题,题中图象的纵截距表示初动能,而图象斜率大小为合力大小.
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