问题 问答题

质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,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)物体与水平面间的运动摩擦因数μ;

(2)水平推力F的大小;

(3)0-10s内物体运动位移的大小.

答案

(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:a2=

v2t-v20
△t2
=-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=

-a2
g
=0.2           ④

(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a1=

v1t-v10
△t1
         ⑤

根据牛顿第二定律,有F+Ff=ma1           ⑥

联立③⑤⑥得:F=μmg+ma1=6N

(3)由匀变速直线运动位移公式,得

x=x1+x2=v10△t1+

1
2
a1△t12+v20△t2+
1
2
a2△t22=46m.

答:(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.

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