Question

【題目】放在粗糙水平面上的物塊受到水平拉力F的作用，F隨時間t變化的圖象如圖 (a)所示，速度v隨時間t變化的圖象如圖(b)所示，g取10m/s2。

（1）2s后物塊做什么運動；所受滑動摩擦力為多少；0～2s內物塊加速度的大小；

（2）求物塊的質量m及物塊和水平面間的動摩擦因數m。

Answer 1

【答案】（1）勻速直線運動 8N （2）2kg 0.4

【解析】

物體放在粗糙水平面上，受到豎直方向的重力和支持力是一對平衡力，受到水平向后的摩擦力，和由圖a看出的水平拉力F，F在0-2s大小是12N，由圖（b）可以看出，在0-2s，F大于摩擦力，使物體做初速為0的勻加速直線運動；由圖a看出，到第二秒后水平拉力F減小為8N，由圖b看出，物體做勻速直線運動，說明此時水平拉力F剛好和摩擦力平衡，如圖所示，利用牛頓第二定律和平衡力的性質，即可得解．

（1）從圖（b）中可知，2s后物塊做勻速直線運動，由圖a看出，到第2s后水平拉力F減小為8N，由圖b看出，物體做勻速直線運動，說明此時水平拉力F剛好和摩擦力平衡，所以受滑動摩擦力8N；根據圖象得0～2s內的加速度大小：。
（2）根據圖象得0～2s內的加速度大小：。物塊做勻加速運動時，由牛頓第二定律可得：F1-μmg=ma
物塊做勻速運動時，有：F2=f=μmg=8N
代入數據可得：m=2kg μ=0.4