Question

10．如圖甲所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動．通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示．取g=10m/s²．則（　�。�

• A． 物體的質(zhì)量m=1.0 kg
• B． 物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20
• C． 第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2.0 J
• D． 前2 s內(nèi)推力F做功的平均功率$\overline{P}$=1.5 W

Answer 1

分析 根據(jù)速度時間圖線和F-t圖線，得出勻速直線運動時的推力，從而得出摩擦力的大小．根據(jù)速度時間圖線求出勻加速直線運動的加速度，結(jié)合牛頓第二定律求出物體的質(zhì)量．結(jié)合摩擦力的大小，運用滑動摩擦力的公式求出動摩擦因數(shù)的大小．根據(jù)圖線圍成的面積求出位移，從而求出克服摩擦力做功的大�。�結(jié)合平均功率的公式求出前2s內(nèi)的平均功率．

解答 解：A、在2-3s內(nèi)，物體做勻速直線運動，則F₃=f=2N，在1-2s內(nèi)，物體做勻加速直線運動，根據(jù)圖線的斜率知，加速度a=$\frac{2}{1}m/{s}^{2}$=2m/s²，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)₂-f=ma，代入數(shù)據(jù)解得m=0.5kg，又f=μmg，解得μ=0.4，故A、B錯誤．
C、第2s內(nèi)物體的位移${x}_{2}=\frac{1}{2}×1×2m=1m$，可知第2s內(nèi)物體克服摩擦力做功W_f=fx₂=2×1J=2J，故C正確．
D、前2s內(nèi)推力做功W_F=F₂x₂=3×1J=3J，則前2s內(nèi)推力F做功的平均功率$\overline{P}=\frac{{W}_{F}}{t}=\frac{3}{2}W=1.5W$，故D正確．
故選：CD．

點評 本題考查了速度時間圖線與F-t圖線的綜合運用，通過速度時間圖線得出物體的運動規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵，知道速度時間圖線的斜率表示加速度，圖線與時間軸圍成的面積表示位移．