Question

質(zhì)量m=1kg的物體，在水平拉力F（拉力大小恒定，方向與物體初速度方向相同）的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動，經(jīng)過位移4m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動到位移是8m時(shí)物體停止，運(yùn)動過程中E_k-x的圖線如圖所示．g取10m/s²求：
（1）物體的初速度多大？
（2）物體和平面間的動摩擦因數(shù)為多大？
（3）拉力F的大��？

Answer 1

分析：物體在水平拉力作用下沿粗糙水平面做勻加速運(yùn)動，由動能定理可知動能變化與發(fā)生位移成正比．圖象的縱截距是初動能，圖象的斜率大小為合力大小，則由動能定理列出兩組方程，從而求出摩擦力與拉力．

解答：解：（1）從圖線可知初動能為2 J，
E_k0=

1

2

mv²=2 J，
v=2 m/s．
（2）在位移4 m處物體的動能為10 J，在位移8 m處物體的動能為零，這段過程中物體克服摩擦力做功．
設(shè)摩擦力為F_f，則-F_fx₂=0-10 J=-10 J
F_f=N=2.5 N
因F_f=μmg 故μ=0.25．
（3）物體從開始到移動4 m這段過程中，受拉力F和摩擦力F_f的作用，合力為F-F_f，
根據(jù)動能定理有    （F-F_f）?x₁=△E_k
故得F=4.5 N．
答：（1）物體的初速度為2m/s．
（2）物體和平面間的動摩擦因數(shù)為0.25．
（3）拉力F的大小為4.5N．

點(diǎn)評：讓學(xué)生掌握通過圖象來解物理問題，題中圖象的縱截距表示初動能，而圖象斜率大小為合力大�。�