Question

17．如圖甲所示，物體受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直線運動．通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F和物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示．重力加速度g=10m/s²．則（　　）

• A． 物體的質量m=0.5kg
• B． 物體與水平面間的動摩擦因數μ=0.2
• C． 第2s內物體克服摩擦力做的功W=2J
• D． 前2s內推力F做功的平均功率$\overline{P}$=1.5W

Answer 1

分析 根據速度時間圖線和F-t圖線，得出勻速直線運動時的推力，從而得出摩擦力的大�。�根據速度時間圖線求出勻加速直線運動的加速度，結合牛頓第二定律求出物體的質量．結合摩擦力的大小，運用滑動摩擦力的公式求出動摩擦因數的大小．根據圖線圍成的面積求出位移，從而求出克服摩擦力做功的大小．結合平均功率的公式求出前2s內的平均功率．

解答 解：A、由速度時間圖線知，在2-3s內，物體做勻速直線運動，可知推力等于摩擦力，可知f=2N，
在1-2s內，物體做勻加速直線運動，由速度時間圖線知，a=$\frac{2}{2-1}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，根據牛頓第二定律得，F₂-f=ma，代入數據解得m=0.5kg，故A正確．
B、物體與水平面間的動摩擦因數$μ=\frac{f}{mg}=\frac{2}{5}=0.4$，故B錯誤．
C、第2s內的位移${x}_{2}=\frac{1}{2}×2×1m=1m$，則物體克服摩擦力做功W=fx₂=2×1J=2J，故C正確．
D、前2s內位移x=x₂=1m，則推力F做功的大小W_F=F₂x₂=3×1J=3J，則平均功率$\overline{P}=\frac{{W}_{F}}{t}=1.5W$，故D正確．
故選：ACD．

點評 本題考查了速度時間圖線與F-t圖線的綜合運用，通過速度時間圖線得出物體的運動規(guī)律是解決問題的關鍵，知道速度時間圖線的斜率表示加速度，圖線與時間軸圍成的面積表示位移