问题 多选题

如图甲所示,物体受水平推力的作用在粗糙的水平面上做直线运动.通过力的传感器和速度传感器监测到推力F,物体速度V随时间t的变化规律如图乙所示,取g=10m/s2,则(  )

A.物体的质量m=1.0kg

B.物体与水平面间的摩擦因数为0.20

C.第二秒内物体克服摩擦力做的功为2.0J

D.前2S内推力F做功的平均功率为1.5W

答案

由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内,物体匀速运动,处于受力平衡状态,所以滑动摩擦力的大小为2N,

在1-2s的时间内,物体做匀加速运动,直线的斜率代表加速度的大小,所以a=

2-0
1
=2m/s2,由牛顿第二定律可得F-f=ma,所以m=
F-f
a
=
3-2
2
kg=0.5kg,所以A错误;

由f=μFN=μmg,所以μ=

f
mg
=
2
5
=0.4,所以B错误;

第二秒内物体的位移是x=

1
2
at2=
1
2
×2×1=1m,摩擦力做的功W=fx=-2×1J=-2J,所以C正确;

在第一秒内物体没有运动,只在第二秒运动,F也只在第二秒做功,F的功为W=Fx=3×1J=3J,所以前2S内推力F做功的平均功率为

W
t
=
3
2
W=1.5W,所以D正确.

故选CD.

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