Question

16．如圖1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(yùn)動(dòng)．通過(guò)力傳感器和速度傳感器監(jiān)測(cè)到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示．取g=10m/s²．則（　　）

• A． 物體的質(zhì)量m=3.0 kg
• B． 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20
• C． 第2s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=2.0 J
• D． 前2s內(nèi)推力F做功的平均功率$\overline{P}$=3 W

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：A、由速度時(shí)間圖象可以知道在2-3s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2N，
在1-2s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a=$\frac{2-0}{1}$=2m/s²，由牛頓第二定律可得F-f=ma，所以m=$\frac{F-f}{a}$=$\frac{3-2}{2}$kg=0.5kg，所以A錯(cuò)誤；
B、由f=μF_N=μmg，所以：μ=$\frac{f}{mg}$=$\frac{2}{5}$=0.4，所以B錯(cuò)誤；
C、第二秒內(nèi)物體的位移是：x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×2×1=1m，摩擦力做的功為：W=fx=-2×1J=-2J，故克服摩擦力所做的功為2.0J；故C正確；
D、在第一秒內(nèi)物體沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，只在第二秒運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)也只在第二秒做功，F(xiàn)的功為：W=Fx=3×1J=3J，所以前2S內(nèi)推力F做功的平均功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3}{2}$W=1.5W，所以D錯(cuò)誤．
故選：C

點(diǎn)評(píng) 對(duì)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．