Question

質(zhì)量m＝1kg的物體，在水平拉力F（拉力大小恒定，方向與物體初速度方向相同）的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)位移4m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移是8m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中E_k－x的圖線(xiàn)如圖所示。g取10 m/s²求：
（1）物體的初速度多大？
（2）物體和平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？
（3）拉力F的大小？

Answer 1

解：（1）從圖線(xiàn)可知初動(dòng)能為2J， E_k0＝mv²＝2J，v＝2m/s。
（2）在位移4m處物體的動(dòng)能為10J，在位移8m處物體的動(dòng)能為零，這段過(guò)程中物體克服摩擦力做功。
設(shè)摩擦力為F_f，則－F_f x₂＝0－10J＝－10J，
F_f＝N＝2.5N，因F_f＝μmg 故μ＝0.25。
（3）物體從開(kāi)始到移動(dòng)4m這段過(guò)程中，受拉力F和摩擦力F_f的作用，合力為F－F_f，
根據(jù)動(dòng)能定理有 (F－F_f)·x₁＝ΔE_k 故得F＝4.5 N。