Question

17．一物體在粗糙水平面上，受到方向不變的水平拉力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖的（a）所示，物體速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖的（b）所示（g=10m/s²）．
（1）定性描述從0s～6s物體的運(yùn)動(dòng)情況；
（2）求物體的質(zhì)量m；
（3）求物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

Answer 1

分析 解決本題的關(guān)鍵是理解速度圖象的斜率的含義：速度圖象的斜率代表物體的加速度．速度的正負(fù)代表物體運(yùn)動(dòng)的方向．

解答 解：（1）根據(jù)圖b知前2s時(shí)間內(nèi)：物體靜止；中間兩秒：勻加速直線運(yùn)動(dòng)；后兩秒：勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由速度時(shí)間圖象可以知道在4-6s的時(shí)間內(nèi)，物體勻速運(yùn)動(dòng)，處于受力平衡狀態(tài)，所以滑動(dòng)摩擦力的大小為8N，
在2-4s的時(shí)間內(nèi)，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，直線的斜率代表加速度的大小，所以有：a=$\frac{4-0}{2}$=2m/s²，由牛頓第二定律可得：F-f=ma，所以有：m=$\frac{F-f}{a}=\frac{12-8}{2}$=2kg，
由f=μF_N=μmg，所以有：μ=$\frac{f}{mg}$=$\frac{8}{20}$=0.4，
答：（1）前2s時(shí)間內(nèi)：物體靜止；中間兩秒：勻加速直線運(yùn)動(dòng)；后兩秒：勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）物體的質(zhì)量2kg；
（3）物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4．

點(diǎn)評 對于速度圖象類的題目，主要是要理解斜率的含義：斜率代表物體的加速度；速度正負(fù)的含義：速度的正負(fù)代表物體運(yùn)動(dòng)的方向；速度圖象與時(shí)間軸圍成的面積的含義：面積代表物體的位移．