Question

14．質(zhì)量為2.5kg的物體放在水平支持面上，在水平拉力F作用下由靜止開始運動，拉力F做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關系圖象如圖所示，物體與水平支持面之間的動摩擦因數(shù)為0.1，重力加速度g取10m/s²．則（　�。�

• A． x=0至x=3m的過程中，物體的加速度是5m/s²
• B． x=3m至x=9m的過程中，物體的加速度是0.8m/s²
• C． x=3m至x=9m的過程中，物體做勻減速直線運動
• D． x=0至x=9m的過程中，合力對物體做的功是4.5J

Answer 1

分析 首先要會識別圖象，由圖象我們才能判定各選項．
由圖0～3m，功與位移成正比，故拉力恒定，可知合外力恒定，由此可以解得拉力大小，由牛頓第二定律即可求出加速度的大小，同理可以求出3-9m的加速度；
將物塊的運動分成兩段，分別求出合外力的功，然后求和即可求出合外力的功．

解答 解：A、由功：W=Fx，由圖可得：15=F×3，解得：F=5N，又f=μmg=0.1×2.5×10=2.5N，根據(jù)牛頓第二定律可知：${a}_{1}=\frac{F-f}{m}=\frac{5-2.5}{2.5}=1$m/s²．故A錯誤；
B、由功：W=Fx，由圖可得：27-15=F′×（9-3），解得：F′=2N，根據(jù)牛頓第二定律可知：${a}_{2}=\frac{F′-f}{m}=\frac{2-2.5}{2.5}=-0.2$m/s²．故B錯誤；
C、由B的分析可知，x=3m至x=9m的過程中，物體的加速度的方向與開始時相反，做勻減速直線運動．故C正確；
D、x=0至x=9m的過程中，合力對物體做的功是：W=（F-f）•s₁+（F′-f）•s₂=（5-2.5）×3+（2-2.5）×（9-3）=4.5J．故D正確．
故選：CD

點評 本題重點是圖象的識別，能從圖象中讀取有用的信息，就能解題．易錯點在于后半段求F的時候，不能將功認為是27J．
另外D選項也可以作如下解答：
由圖象→F做的功W=27J
再由f=umg=2.5N，x=9m
所以合力做功為27J-22.5×9J=4.5J