Question

18．质量为m=2kg的物块静止放置在粗糙水平地面D处，物块与水平面间的动摩擦因数u=0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始沿水平地面向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，如图a所示，物块运动过程中其速度v随时间t变化规律如图b所示，重力加速度g取l0m/s²，则（　　）

• A． 物块经过4s时间到出发点
• B． 物块运动到第3s时改变水平拉力的方向
• C． 3.5s时刻水平力F的大小为4N
• D． 4.5s时刻水平力F的大小为16N

Answer 1

分析 物体速度值为正，向正方向运动，速度值为负，向反方向运动，由图象分析可知物块经过4s时间距出发点最远；
在v-t图象中斜率代表加速度，根据图象求出加速度结合牛顿第二定律求出拉力；
第4s时刻，物体运动方向改变，水平拉力的方向改变

解答 解：A、由图可知，0到4s，物体速度值为正，向正方向运动，4到5s，速度值为负，向反方向运动，所以物块经过4s时间距出发点最远，故A错误；
B、3-4s内物体的加速度a=$\frac{△v}{△t}=\frac{0-3}{1}m/{s}^{2}=-3m/{s}^{2}$，根据牛顿第二定律可得F-μmg=ma，解得F=μmg+ma=0.5×2×10+2×（-3）N=4N，方向在3-4s内没变，故B错误，C正确
D、4到5s，物体的加速度为：a=$\frac{△v}{△t}=\frac{3}{1}$=3m/s²，由牛顿第二定律可得：F-μmg=ma，F=μmg+ma，解得：F=16N，故D正确；
故选：CD

点评 解答本题的关键是知道v-t图象中图象的含义．
（1）图象的斜率表示物体的加速度；
（2）图象与时间轴所围面积表示物体的位移；
（3）速度值为正，表示物体向正方向运动，速度值为负，表示物体向反方向运动