Question

（2013?黃山模擬）如圖甲所示，質量m=2kg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圖象如圖乙所示（取重力加速度為g=10m/s²）求：
（1）物體再次回到a點時的速度大小
（2）力F的大小及物體與水平面間的動摩擦因數μ．

Answer 1

分析：（1）根據速度時間圖線求出勻減速直線運動和勻加速直線運動的加速度大小，抓住位移相等，結合運動學公式得出回到a點的速度．
（2）根據牛頓第二定律，結合加速度的大小，求出拉力和動摩擦因數的大小．

解答：解：（1）根據牛頓第二定律得，物體向右做勻減速直線運動的加速度大小a1=

8

4

m/s2=2m/s2．
反向做勻加速直線運動的加速度大小a2=

6

6

m/s2=1m/s2．
根據

v02

2a1

=

v2

2a2

得，
v=4

2

m/s．
（2）根據牛頓第二定律得，F(xiàn)+μmg=ma₁
F-μmg=ma₂
代入數據解得F=3N，μ=0.05．
答：（1）物體再次回到a點時的速度大小為4

2

m/s．
（2）力F的大小為3N，動摩擦因數的大小為0.05．

點評：本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的綜合，求出返回速度時，抓住位移的大小相等，注意勻減速直線運動和勻加速直線運動的加速度不等．