Question

（2013?黄山模拟）如图甲所示，质量m=2kg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（取重力加速度为g=10m/s²）求：
（1）物体再次回到a点时的速度大小
（2）力F的大小及物体与水平面间的动摩擦因数μ．

Answer 1

分析：（1）根据速度时间图线求出匀减速直线运动和匀加速直线运动的加速度大小，抓住位移相等，结合运动学公式得出回到a点的速度．
（2）根据牛顿第二定律，结合加速度的大小，求出拉力和动摩擦因数的大小．

解答：解：（1）根据牛顿第二定律得，物体向右做匀减速直线运动的加速度大小a1=

8

4

m/s2=2m/s2．
反向做匀加速直线运动的加速度大小a2=

6

6

m/s2=1m/s2．
根据

v02

2a1

=

v2

2a2

得，
v=4

2

m/s．
（2）根据牛顿第二定律得，F+μmg=ma₁
F-μmg=ma₂
代入数据解得F=3N，μ=0.05．
答：（1）物体再次回到a点时的速度大小为4

2

m/s．
（2）力F的大小为3N，动摩擦因数的大小为0.05．

点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，求出返回速度时，抓住位移的大小相等，注意匀减速直线运动和匀加速直线运动的加速度不等．