Question

如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體靜止于水平地面的A處．現(xiàn)用大小F=30N的水平拉力拉此物體，經(jīng)t₀=2S拉至B處．已知A、B間距L=20m，已知g=10m/S²，求：
（1）物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）為了使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求力F作用的最短時(shí)間t；
（3）有些同學(xué)覺得：要使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，力F的大小和最短作用時(shí)間t之間存在一定的關(guān)系．某同學(xué)猜想：力F越大，所用時(shí)間t越短，故二者之間成反比關(guān)系．請你用所學(xué)物理知識(shí)判斷該同學(xué)所得結(jié)論是否正確．

Answer 1

分析：（1）物體在水平地面上從A向B點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間公式求得加速度，根據(jù)牛頓第二定律求解動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）當(dāng)力作用時(shí)間最短時(shí)，物體先加速后減速到零，根據(jù)牛頓第二定律求出勻加速階段和勻減速階段的加速度大小，抓住勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，初末速度為零，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出時(shí)間．
（3）根據(jù)第二問求出F與t的函數(shù)關(guān)系式即可判斷．

解答：解：（1）物體在水平地面上從A向B點(diǎn)做勻加速過程中，可知：L=

1

2

a

t

2 0

對物體進(jìn)行受力可得：
F-f=ma₁  
N=mg   且f=μN(yùn)         
解得：μ=0.5      
（2）對物體在加速階段：F-f=ma₁  
且  v=a₁t
x1=

1

2

a1t2
在減速階段：f=ma₂
且0-v²=-2a₂x₂        
又知，L=x₁+x₂
解得：t=

2 3

3

s           
（3）該同學(xué)結(jié)論錯(cuò)誤，根據(jù)物理知識(shí)可得：F2-10F=

800

t2

二者不成反比關(guān)系
答：（1）物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5；
（2）力F作用的最短時(shí)間為

2 3

3

s；
（3）不正確．

點(diǎn)評：本題主要考查了牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確進(jìn)行受力分析，抓住位移之間的關(guān)系求解，難度適中．