Question

质量M=1kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，至位移为4m处，拉力F停止作用，至位移为8m处物体停止运动，运动过程中的E_k-s图线如图所示．物体的初速度为

2

m/s，物体和水平面间的滑动摩擦因数为

0.25

，拉力F的大小为

4.5

N．（g取10m/s²）

Answer 1

分析：物体在水平拉力作用下沿粗糙水平面做匀加速运动，由动能定理可知动能变化与发生位移成正比．图象的纵截距是初动能，图象的斜率大小为合力大小，则由动能定理列出两组方程，从而求出摩擦力与拉力．

解答：解：（1）从图线可知初动能为2J，E_k0=

1

2

mv²=2J，
解得v=2m/s．
（2）在位移4 m处物体的动能为10 J，在位移8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功．
设摩擦力为F_f，则-F_fx₂=0-10 J=-10J，F_f=N=2.5 N，因F_f=μmg
 故μ=0.25．
（3）物体从开始到移动4 m这段过程中，受拉力F和摩擦力F_f的作用，合力为F-F_f，
由动能定理得：（F-F_f）?x₁=△E_k，
故得F=4.5 N．
故答案为：2；0.25；4.5．

点评：让学生掌握通过图象来解物理问题，题中图象的纵截距表示初动能，而图象斜率大小为合力大小．