Question

粗糙的水平面上一物体在沿水平方向拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图线如图所示．取重力加速度g=10m/s²．求：
（1）前2s内物体运动的加速度和位移；
（2）物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ．

Answer 1

解：（1）根据速度图象的斜率等于加速度，知前2s内物体的运动加速度：a===2m/s²
前2s内物体的位移为：x===4m
（2）根据牛顿第二定律得：
前2s内：F₁-μmg=ma
后2s内：F₂=μmg
由图得 F₁=15N，F₂=4N
代入解得：m=5kg，μ=0.1
答：（1）前2s内物体运动的加速度是2m/s²，位移是4m；
（2）物体的质量是5kg，物体与地面间的动摩擦因数是0.1．
分析：（1）根据速度图象的斜率等于加速度，求出前2s内物体运动的加速度，由x=求出位移．
（2）分析物体的运动情况：前2s内做匀加速运动，后2s内做匀速直线运动，由图读出两个过程中水平拉力的大小，根据牛顿第二定律分别研究两个过程，列出方程，联立解得m和μ．
点评：本题一要掌握速度图象的物理意义：斜率等于加速度，二要掌握牛顿第二定律，即可求出相关量．