题目内容
如图甲所示,一质量为2 . 0kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20。从 t = 0时刻起,物体受到水平方向的力 F 的作用而开始运动, 8s内 F 随时间 t 变化的规律如图乙所示。求:(g取 10m / s 2)
(1)4s末物体速度的大小;
(2)在图丙的坐标系中画出物体在8s内的v- t 图象;(要求计算出相应数值)
(3)在8s 内水平力 F 所做的功。
(1)12m/s(2)物体运动的v- t 图象如图所示(3)155J
解析:
(1)物体受到水平力F和摩擦力f的作用,由静止开始向右做匀加速直线运动,设加速度为a1,4s末速度为v1,由牛顿第二定律: F1-??mg = ma1
a1 = 3m/s2 v1 = at1 = 12m/s
(2)由图知,4-5s内物体受到水平力F的大小不变,方向改变,设加速度为a2,5s末速度为v2 -(F2+??mg) = ma2 a2 = -7m/ s2
v2 = v1 + a2 t2 = 5m/s
由图知,5-8s内物体只受摩擦力f的作用,设加速度为a3,速度为v3
-??mg = ma3 a3 = -2m/ s2
t3 = -
=2.5s在t = 7.5s时物体停止运动,v3=0
物体运动的v- t 图象如图所示
(3)(6分)由v- t图可知(或计算得出)
0-4s内 s1 = 24m
4-5s内 s2 = 8.5 m
水平力F做功 WF = F1S1-F2S2
解得: WF =155J