Question

11．在水平地面上有一質量為4千克的物體，在與水平方向成37°角斜向上的恒力F的作下，靜止開始運動．4秒后撤去力F，該物體的速度-時間圖象如圖所示，求
（1）物體與地面間的摩擦因數
（2）物體受到的力F的大小．

Answer 1

分析 撤去拉力后，物體做勻減速直線運動，根據速度時間圖線求出勻減速直線運動的加速度大小，結合牛頓第二定律求出動摩擦因數的大小．
根據圖線的斜率求出勻加速直線運動的加速度大小，結合牛頓第二定律求出拉力F的大小．

解答 解：（1）勻減速直線運動的加速度大小${a}_{2}=\frac{10}{2}m/{s}^{2}=5m/{s}^{2}$，
根據牛頓第二定律得，${a}_{2}=\frac{μmg}{m}=μg$，
解得$μ=\frac{{a}_{2}}{g}=\frac{5}{10}=0.5$．
（2）勻加速直線運動的加速度大小${a}_{1}=\frac{10}{4}m/{s}^{2}=2.5m/{s}^{2}$，
根據牛頓第二定律得，${a}_{1}=\frac{Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）}{m}$，
代入數據解得F≈27.3N．
答：（1）物體與地面間的摩擦因數為0.5；
（2）物體受到的力F的大小為27.3N．

點評 本題考查了牛頓第二定律和速度時間圖線的綜合運用，知道圖線的斜率表示加速度，加速度是聯系力學和運動學的橋梁．