Question

一物體靜止在水平地面上，如圖1所示，已知物體所受水平拉力F隨時間t的變化情況如圖2所示．物體的質量為1kg，與地面間的動摩擦因數為0.3，g取10m/s²，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．求：
（1）t=0.5s時物體受到的摩擦力大小；
（2）t=2s時物體的加速度大小；
（3）5s末物體的速度大小．

Answer 1

分析：物體靜止置于水平桌面上，對地面的壓力等于物體的重力，由最大靜摩擦力等于滑動摩擦力求出最大靜摩擦力．根據水平拉力與最靜摩擦力的關系判斷物體的狀態，確定摩擦力的大小．

解答：解：（1）最大靜摩擦力等于滑動摩擦力為：F_m=μmg=0.3×10=3N
t=0.5s時F=1.5N，物體靜止，物體受到的摩擦力大小為：f=F=1.5N
（2）t=2s時，拉力F=6N，物體的加速度為：a=

F-Fm

m

=

6-3

1

=3m/s²
（3）當t=1s時物體開始滑動，前5s合力的沖量為：I=

3+4

2

×3=10.5N．S
根據動量定理，5s末物體的速度大小為：v=

I

m

=

10.5

1

=10.5m/s
（1）t=0.5s時物體受到的摩擦力大小1.5N；
（2）t=2s時物體的加速度大小3m/s²；
（3）5s末物體的速度大小10.5m/s．

點評：計算摩擦力，首先要分析物體的狀態，確定是什么摩擦力．當水平拉力小于等于最大靜摩擦力時，物體拉不動，受到的是靜摩擦力；當水平拉力大于最大靜摩擦力時，物體被拉動，受到的是滑動摩擦力．