Question

在粗糙水平面上静放着一个质量为m的物体，已知该物体与水平面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f．现对该物体施加一个方向恒定的水平力F，其大小可以是①F=f； ②F=2f； ③F=3f，且三种情况下作用时间相同且相连．那么F按以下哪种顺序施加在物体上，可使该物体在F作用的时间内发生的位移最大（　　）

A．①②③

B．②①③

C．①③②

D．③②①

Answer 1

分析：静止的物体在拉力等于大静摩擦力作用下仍保持静止，只有拉力大于最大静摩擦力时物体才会运动；故根据题设条件画出物体运动的V-t图象，由图象很容易得出物体的运动的位移大小．

解答：解：A、根据拉力与摩擦力的关系，可以判断物体的运动状态：
∵拉力小于等于最大静摩擦力时，物体将保持静止．
∴①在前，物体在力的作用时间内将保持静止，所以AC错误；
B、根据牛顿第二定律可知，a=

F合

m

，所以当F=2f时，加速度为a1=

f

m

，当F=3f时，加速度为a2=

2f

m

，当F=f时，加速度为0，
则物体运动的速度时间图象为：
若顺序为②①③，则速度时间图象为：

若顺序为③②①，则速度时间图象为：

根据速度时间图象，图象与坐标轴围成的面积表示位移，所以顺序为③②①时发生的位移最大
故选D

点评：正确处理运动与静止的临界关系，即物体外力大于最大静摩擦力时物体才会运动，外力等于摩擦力时，物体原来静止的仍保持静止，原来运动则保持原先的运动速度做匀速直线运动．能根据受力情况画出运动图象，速度时间图象，图象与坐标轴围成的面积表示位移．