Question

8．水平地面上質(zhì)量為4kg的物體，在水平方向的拉力F作用下，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后撤去拉力F，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后物體停止運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程如圖所示，g=10m/s²，求：
（1）物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多大？
（2）拉力F為多大？

Answer 1

分析 （1）由圖可知撤去拉力后的加速度，撤去拉力后物體只受摩擦力，由此可得到動(dòng)摩擦因數(shù)
（2）由圖可得撤去之前的加速度，再由牛頓第二定律可得拉力

解答 解：（1）由圖知20s-30s為撤去拉力后的運(yùn)動(dòng)，其加速度為：$a=\frac{20}{30-20}=2m/{s}_{\;}^{2}$
由牛頓第二定律：f=ma，即μmg=ma，
解得：$μ=\frac{a}{g}=\frac{2}{10}=0.2$
（2）0-20s為撤去拉力之前的運(yùn)動(dòng)，撤去拉力前的加速度為：$a′=\frac{20-0}{20}m/{s}_{\;}^{2}=1m/{s}_{\;}^{2}$
由牛頓第二定律：F-f=ma′
解得：F=f+ma′=μmg+ma′=0.2×4×10+4×1=12N
答：（1）物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.2
（2）拉力F為12N

點(diǎn)評(píng) 本題考查讀圖能力和應(yīng)用牛頓定律處理多過(guò)程問(wèn)題的能力，也可以根據(jù)圖象求出兩段過(guò)程的位移，根據(jù)動(dòng)能定理求解F和μ