质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的图像如图所示。取,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)水平推力的大小;(3)内物体运动位移

◎ 题目

质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的图像如图所示。,求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数;    
(2)水平推力的大小;
(3)内物体运动位移的大小。

◎ 答案

(1)物体与水平面间的运动摩擦因数μ为0.2;(2)水平推力F的大小为6N;(3)0-10s内物体运动位移的大小为46m.

◎ 解析


试题分析: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,再根据匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解.
(1)设物体做匀减速直线运动的时间为△t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则 ①    

设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有
-μmg =ma2      ②                            
联立①②得     ③        
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为△t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则
  ④               
根据牛顿第二定律,有F-μmg =ma1   ⑤                                    
联立③⑥得    F=μmg+ma1=6N    ⑥   
(3)解法一:由匀变速直线运动位移公式,得
      
解法二:根据图象围成的面积,得

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.属于中档题.

◎ 知识点

    专家分析,试题“质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的图像如图所示。取,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)水平推力的大小;(3)内物体运动位移…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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