Question

如图13甲所示，质量m＝2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v－t图象如图乙所示。取重力加速度g＝10 m/s²。求：

(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)10 s末物体离a点的距离。

Answer 1

解：(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a₁，则由v－t图得a₁＝2 m/s²①

根据牛顿第二定律，有F＋μmg＝ma₁②

设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a₂，则由v－t图得

a₂＝1 m/s²③

根据牛顿第二定律，有F－μmg＝ma₂④

解①②③④得：F＝3 N　μ＝0.05

(2)设10 s末物体离a点的距离为d，d应为v－t图与横轴所围的面积，则：d＝×4×8 m－×6×6 m＝－2 m，负号表示物体在a点以左。