Question

【题目】如图1所示，质量的物体在水平面上向右做直线运动，过a点时给物体施加一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得图像如图2所示，重力加速度g取，求：

（1）力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；

（2）10s后撤去拉力F，求物体再过15s离a点的距离。

Answer 1

【答案】（1）3N，0.05；（2）38 m

【解析】

（1）设物体向右做匀减速直线运动的加速度为，则由图像得加速度为

设物体向左做匀加速直线运动的加速度为，则由图像得加速度为

在0~4s内，根据牛顿第二定律，有

在4s~10s内，根据牛顿第二定律，有

代入数据解得

，

（2）设10s末物体的位移为x，则x为图线与坐标轴所围的面积，则有

即物体在a点左侧2 m处；

设撤去拉力F后物体做匀减速直线运动的加速度大小为 ，根据牛顿第二定律有

解得

根据，代入数据得，物体速度减为零的时间为

则物体再过15s的位移即12s内的位移，根据公式，得在12s内的位移为

物体在15s后离a点的距离为