Question

16．在水平地面上有質量為3kg的物體，物體在水平拉力F作用下由靜止開始運動，3s后拉力大小不變，方向改為與原來相反，該物體的速度圖象如圖所示．求水平拉力F和物體與地面間的動摩擦因數μ各為多大．

Answer 1

分析 根據速度時間圖線求出勻加速和勻減速運動的加速度．結合牛頓第二定律對兩個過程列式，求出物體受到的水平拉力F和物體與地面間的動摩擦因數μ．

解答 解：由v-t圖象可知，在0～3s內，a₁=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{6}{3}$=2m/s²．
根據牛頓第二定律：F-μmg=ma₁
 在3～4s內，a₂=$\frac{△{v}_{2}}{△{t}_{2}}$=$\frac{0-6}{4-3}$=-6m/s²．
根據牛頓第二定律：-F-μmg=ma₂
聯立解得：F=12N，μ=0.2   
答：水平拉力F是12N，物體與地面間的動摩擦因數μ是0.2．

點評 本題考查了速度時間圖線與牛頓第二定律的綜合，關鍵要知道加速度是聯系力學和運動學的橋梁，明確圖線的斜率表示加速度．