Question

(13分)質量為m＝1kg的物體，在水平拉力F(拉力方向與物體初速度方向相同)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，運動到位移為8m時物體停止，運動過程中E_k-x的圖線如圖所示，求：(g取10m/s²)

⑴物體初速度v₀的大小；
⑵物體和平面間的動摩擦因數μ；
⑶拉力F的大小。

Answer 1

⑴v₀＝2m/s；⑵μ＝0.25；⑶F＝4.5N

試題分析：⑴根據E_k-x的圖象可知，物體的初動能為2J，由動能表達式E_k0＝解得物體初速度的大小為：v₀＝＝2m/s
⑵在物體運動位移為4～8m的過程中，根據動能定理有：－μmgx₂＝E_k2－E_k1
解得物體和平面間的動摩擦因數為：μ＝＝＝0.25
⑶在物體運動位移為0～4m的過程中，根據動能定理有：Fx₁－μmgx₁＝E_k1－E_k0
解得拉力的大小為：F＝＝4.5N