Question

【題目】如圖1所示，質量的物體在水平面上向右做直線運動，過a點時給物體施加一個水平向左的恒力F并開始計時，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時速度，所得圖像如圖2所示，重力加速度g取，求：

（1）力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數μ；

（2）10s后撤去拉力F，求物體再過15s離a點的距離。

Answer 1

【答案】（1）3N，0.05；（2）38 m

【解析】

（1）設物體向右做勻減速直線運動的加速度為，則由圖像得加速度為

設物體向左做勻加速直線運動的加速度為，則由圖像得加速度為

在0~4s內，根據牛頓第二定律，有

在4s~10s內，根據牛頓第二定律，有

代入數據解得

，

（2）設10s末物體的位移為x，則x為圖線與坐標軸所圍的面積，則有

即物體在a點左側2 m處；

設撤去拉力F后物體做勻減速直線運動的加速度大小為 ，根據牛頓第二定律有

解得

根據，代入數據得，物體速度減為零的時間為

則物體再過15s的位移即12s內的位移，根據公式，得在12s內的位移為

物體在15s后離a點的距離為