题目内容

质量为2kg的物体在水平力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.g取10m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小.

【答案】分析:根据速度-时间图象可知:0-6s内有水平推力F的作用,物体做匀加速直线运动;6s-10s内,撤去F后只在摩擦力作用下做匀减速直线运动,可根据图象分别求出加速度,再根据牛顿第二定律求解.
解答:解:(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v、末速度为0、加速度为a2
则:a2===-2m/s2…①
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有:
  Ff=ma2…②
  Ff=-μmg…③
联立①②③得:μ==0.2…④
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v、末速度为v、加速度为a1,则:
a1===1m/s2…⑤
根据牛顿第二定律,有F+Ff=ma1…⑥
联立③⑤⑥得:F=μmg+ma1=6N
答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ是0.2.
(2)水平推力F的大小是6N.
点评:本题是速度--时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息,并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解.
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