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一物块在粗糙水平面上,受到的水平拉力F随时间t变化如图(a)所示,速度v随时间t变化如图(b)所示(g=10m/s2).求:

(1)1秒末物块所受摩擦力f的大小
(2)物块质量m
(3)物块与水平面间的动摩擦因数μ

解:
(1)由图(a)中可知,当t=1s时,F1=f1=4N

(2)由图(b)中可知,当2s~4s内,物块做匀加速运动,加速度大小为
a===2m/s2
由牛顿第二定律,有
F2-μmg=ma
在4s~6s内,物块做匀速运动,则有
F3=f3=μmg
所以联立得 m===2kg
(3)由F3=f3=μmg 得
μ===0.4
答:
(1)1秒末物块所受摩擦力f的大小是4N;
(2)物块质量m为2kg;
(3)物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.
分析:(1)根据速度图象(b)可知,1秒末物体处于静止状态,摩擦力f与水平拉力平衡.
(2)由图象分析可知,在2s~4s内,物块做匀加速运动,水平拉力大小为12N;在4s~6s内,物块做匀速运动,水平拉力大小为8N,此时滑动摩擦力与拉力平衡,而且滑动摩擦力大小不变.由速度的斜率求出匀加速运动的加速度,分别用牛顿定律和平衡条件列方程,求出物块的质量.
(3)在4s~6s内,滑动摩擦力大小与拉力相等,由公式f=μN求出μ.
点评:本题首先考查读图能力,其次要根据速度图象分析物体的运动情况,这是解决本题的基础.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一物块在粗糙水平面上,受到的水平拉力F随时间t变化如图(a)所示,速度v随时间t变化如图(b)所示(g=10m/s2).求:
①1秒末物块所受摩擦力f的大小.
②物块质量m.
③物块与水平面间的动摩擦因数μ.
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②物块质量m.③物块与水平面间的动摩擦因数μ.

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