Question

初中物理第二冊《機械能》第一節告訴我們：物體由于運動而具有的能叫動能，動能的表達式．質量m=1kg的物體，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面運動，經過位移4m時，拉力F停止作用，運動到位移是8m時物體停止．運動過程中E_k-s的圖線如圖所示（），g取l0m/s²．求：
（1）物體初速度的大�。�
（2）物體和水平面間的動摩擦因數；
（3）物體運動的總時間．

Answer 1

【答案】分析：（1）從圖中可以看出物體的初動能，根據動能的表達式算出初速度；
（2）對撤去拉力F后直到停止的過程運用動能定理，求出f，根據滑動摩擦力的公式求出μ；
（3）對加速和減速的兩個過程分別用勻變速直線運動的平均速度公式求出運動時間，再求出總時間．
解答：解：（1）由圖可知物體的初動能為2J，根據得：v=2m/s
    （2）設勻加速的位移為s₁，位移為s₂，對撤去拉力F后直到停止的過程運用動能定理得：
△E_K=W_合
-μmgs₂=0-8J
 μ=0.2
     （3）設勻加速運動的末速度為v₁，運動時間為t₁，勻減速運動的末速度為v₂，運動時間為t₂，
          由圖可知物體勻加速運動的末動能為8J，勻減速運動的末速度v₂=0，根據得：v₁=4m/s
           根據  s₁=        解得：t₁=m 
           根據        解得：t₂=2s
               所以總時間 t=t₁+t₂=s
答：（1）物體初速度的大小為2m/s；（2）物體和水平面間的動摩擦因數為0.2；（3）物體運動的總時間為s．
點評：這是個圖象問題，要從圖象中獲取正確有用的信息來解題，熟練運用勻變速直線運動的基本公式解題，難度適中．