Question

6．質量m=10kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，在水平面上做直線運動．0-2s內F與運動方向相反，2-4s內F與運動方向相同，物體的速度-時間圖象如圖所示．求物體與水平面間的動摩擦因數μ．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 先分析物體的運動過程，共分兩個階段：勻減速直線運動和反向的勻加速直線運動．速度時間圖象的斜率表示加速度；分階段對物體進行受力分析，利用牛頓第二定律計算出物體與水平面間的動摩擦因數．

解答 解：（1）0-2s物體的加速度為：${a_1}=\frac{△v}{△t}=4$m/s²
根據牛頓第二定律可得：${a_1}=\frac{F+μmg}{m}$；
2-4s物體的加速度為：${a_2}=\frac{△v}{△t}=1$m/s²
根據牛頓第二定律可得：${a_2}=\frac{F-μmg}{m}$，
聯立解得：μ=0.15．
答：物體與水平面間的動摩擦因數為0.15．

點評 對于多階段運動過程的處理，一定要分階段進行分析處理，并能從速度時間圖象上獲取相關信息，速度時間圖象的斜率表示加速度．