Question

在粗糙水平面上靜放著一個質量為m的物體，已知該物體與水平面之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為f．現對該物體施加一個方向恒定的水平力F，其大小可以是①F=f； ②F=2f； ③F=3f，且三種情況下作用時間相同且相連．那么F按以下哪種順序施加在物體上，可使該物體在F作用的時間內發生的位移最大（　　）

A．①②③

B．②①③

C．①③②

D．③②①

Answer 1

分析：靜止的物體在拉力等于大靜摩擦力作用下仍保持靜止，只有拉力大于最大靜摩擦力時物體才會運動；故根據題設條件畫出物體運動的V-t圖象，由圖象很容易得出物體的運動的位移大小．

解答：解：A、根據拉力與摩擦力的關系，可以判斷物體的運動狀態：
∵拉力小于等于最大靜摩擦力時，物體將保持靜止．
∴①在前，物體在力的作用時間內將保持靜止，所以AC錯誤；
B、根據牛頓第二定律可知，a=

F合

m

，所以當F=2f時，加速度為a1=

f

m

，當F=3f時，加速度為a2=

2f

m

，當F=f時，加速度為0，
則物體運動的速度時間圖象為：
若順序為②①③，則速度時間圖象為：

若順序為③②①，則速度時間圖象為：

根據速度時間圖象，圖象與坐標軸圍成的面積表示位移，所以順序為③②①時發生的位移最大
故選D

點評：正確處理運動與靜止的臨界關系，即物體外力大于最大靜摩擦力時物體才會運動，外力等于摩擦力時，物體原來靜止的仍保持靜止，原來運動則保持原先的運動速度做勻速直線運動．能根據受力情況畫出運動圖象，速度時間圖象，圖象與坐標軸圍成的面積表示位移．