Question

2．如圖甲所示，質(zhì)量m=5kg的物體靜止在水平地面上的0點(diǎn)．如果用F₁=20N的水平恒力拉它時(shí)，運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖象如圖乙所示；如果水平恒力變?yōu)镕₂，運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象如圖丙所示．（取g=10m/s²）

求：（1）物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）求拉力F₂的大��；
（3）在拉力F₂的作用下運(yùn)動(dòng)2s時(shí)間后撤去拉力，物體還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析 （1）物體在${F}_{1}^{\;}$作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)受力平衡求動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）物體在${F}_{2}^{\;}$作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度時(shí)間圖象求加速度，再根據(jù)牛頓第二定律列式即可求出${F}_{2}^{\;}$
（3）根據(jù)牛頓第二定律求出撤去${F}_{2}^{\;}$后運(yùn)動(dòng)的加速度，再根據(jù)速度位移公式求滑行的位移；

解答 解：（1）由圖乙可知在拉力${F}_{1}^{\;}$作用下物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力為：
${F}_{f}^{\;}=μmg={F}_{1}^{\;}=20N$
代入數(shù)據(jù)解得：$μ=\frac{20}{50}=0.4$
（2）由圖丙可知加速度為：${a}_{1}^{\;}=\frac{△v}{△t}=\frac{4-0}{2-0}m/{s}_{\;}^{2}=2m/{s}_{\;}^{2}$
${F}_{2}^{\;}-{F}_{f}^{\;}=m{a}_{1}^{\;}$
代入數(shù)據(jù)：${F}_{2}^{\;}-20=5×2$
解得：${F}_{2}^{\;}=30N$
（3）撤去力后的加速度為：${a}_{2}^{\;}=μg=4m/{s}_{\;}^{2}$
根據(jù)${v}_{\;}^{2}=2{a}_{2}^{\;}x$
代入數(shù)據(jù)：${4}_{\;}^{2}=2×4x$
解得：x=2m
答：（1）物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；
（2）拉力F₂的大小為30N；
（3）在拉力F₂的作用下運(yùn)動(dòng)2s時(shí)間后撤去拉力，物體還能運(yùn)動(dòng)2m

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律、共點(diǎn)力平衡和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，知道速度時(shí)間圖線的斜率表示加速度．