【題目】如圖甲,質(zhì)量的物體在水平面上向右做直線運動。過a點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時,選水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測出物體的瞬時速度,所得v-t圖像如圖乙所示。取重力加速度

(1)在0~4s內(nèi)和4~10s內(nèi),求物體加速度大小和方向

(2)求力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數(shù)

(3)求10s末物體離a點的距離

(4)8s后撤去拉力F,求物體再過5s后離a點的距離

【答案】(1)物體在0-4s內(nèi)的加速度的大小為2 m/s2,方向與初速度方向相反;物體在4-10s內(nèi)的加速度的大小為1m/s2,方向方向與初速度方向相反;
(2)力F的大小為3N,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ為0.05;
(3)10s末物體離a點的距離為2m;
(4)8s后撤去拉力F,物體再過5sa點的距離為5.75m。

【解析】

(1)0~4s內(nèi)物體向右做勻減速直線運動的加速度為a1,則由v-t圖得:
加速度大小a1==-2m/s2 方向與初速度方向相反;
4~10s內(nèi)物體向左做勻加速直線運動的加速度為a2,則由v-t圖得:
加速度大小a2==-1m/s2方向與初速度方向相反
(2)根據(jù)牛頓第二定律,有
F+μmg=ma1
F-μmg=ma2
解得:F=3N μ=0.05

(3)設10s末物體離a點的距離為d,d應為v-t圖與橫軸所圍的面積
則:d×4×8m×6×6m=2m,負號表示物體在a點以左;

(4)8s末物體離a點的距離為d1=×4×8m×4×4m=8m 即物體在a點右側8m處;

設撤去拉力F后做勻減速直線運動的加速度大小為a3

根據(jù)牛頓第二定律,有:μmg=ma3 得:a3=0.5m/s2

vt=v0+at可得:物體減速到零的時間t=8s

物體在5s內(nèi)的位移

則此時物體在a點左側,距離a點的距離為13.75m-8m=5.75m.

練習冊系列答案
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