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质量m=1 kg的物体,在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4 m时,拉力F停止作用,运动到位移是8 m时物体停止,运动过程中Ekx的图线如图所示.求:(g取10 m/s2)

(1)物体的初速度多大?

(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大?                                    

(3)拉力F的大小.

 

(1) v=2 m/s. (2) 0.25.(3) 4.5 N

解析:(1)从图线可知初动能为2 J,

Ek0=mv2=2 J,v=2 m/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Ff,则

-Ffx2=0-10 J=-10 J

Ff= N=2. 5 N

因Ff=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Ff的作用,合力为F-Ff

根据动能定理有

(F-Ff)·x1=ΔEk

故得F=+Ff=(+2.5) N=4.5 N.

 

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