Question

粗糙的水平面上一物體在沿水平方向拉力作用下做直線運動，水平拉力F及運動速度v隨時間變化的圖線如圖所示．取重力加速度g=10m/s²．求：
（1）前2s內物體運動的加速度和位移；
（2）物體的質量m和物體與地面間的動摩擦因數μ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據速度圖象的斜率等于加速度，求出前2s內物體運動的加速度，由x=求出位移．
（2）分析物體的運動情況：前2s內做勻加速運動，后2s內做勻速直線運動，由圖讀出兩個過程中水平拉力的大小，根據牛頓第二定律分別研究兩個過程，列出方程，聯立解得m和μ．
解答：解：（1）根據速度圖象的斜率等于加速度，知前2s內物體的運動加速度：a===2m/s²
前2s內物體的位移為：x===4m
（2）根據牛頓第二定律得：
  前2s內：F₁-μmg=ma
  后2s內：F₂=μmg
由圖得 F₁=15N，F₂=4N
代入解得：m=5kg，μ=0.1
答：（1）前2s內物體運動的加速度是2m/s²，位移是4m；
（2）物體的質量是5kg，物體與地面間的動摩擦因數是0.1．
點評：本題一要掌握速度圖象的物理意義：斜率等于加速度，二要掌握牛頓第二定律，即可求出相關量．