问题 问答题

质量为1.4kg的物体在水平拉力F作用下由静止开始运动,经过一段时间后撤去外力,在物体运动过程中每隔0.2秒测其速度如下表所示,当地重力加速度10m/s2,试根据下列数据求出

时刻(s)00.20.41.21.4
速度(m/s)0121.81.4
(1)水平拉力F大小.

(2)水平面的动摩擦因数μ.

(3)物体在全过程的最大速度vmax和经过的位移s.

答案

(1、2)匀加速直线运动的加速度a1=

2-1
0.2
m/s2=5m/s2,匀减速直线运动的加速度大小a2=
1.8-1.4
0.2
m/s2=2m/s2

根据牛顿第二定律得,F-f=ma1,f=ma2

解得F=9.8N,f=2.8N.

则动摩擦因数μ=

f
mg
=
2.8
14
=0.2.

(3)由表格中的数据可知,物体匀减速运动到零的时间t=2.1s.

设匀加速直线运动的时间为t1,有a1t1=a2(t-t1),解得t1=0.6s

则最大速度vmax=a1t1=3m/s.

经过的位移s=

vmax
2
t1+
vmax
2
(t-t1)=
vmax
2
t=3.15m/s.

答:(1)水平拉力F的大小为9.8N.

(2)水平面的动摩擦因数μ=0.2.

(3)物体在全过程的最大速度为3m/s,经过的位移为3.15m.

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