Question

【題目】如圖1所示，一質(zhì)量為m=1.0kg的物塊靜止在水平桌面上的P點，從t=0時刻開始，物塊在水平拉力F的作用下向左運動，3.0s末物塊運動到Q點且速度為零，5.0s末物塊回到出發(fā)點P。F隨時間t的變化關(guān)系如圖2所示。已知物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ= 0.2，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）PQ之間的距離d；

（2）0~5.0s內(nèi)，水平拉力F對物塊所做功W；

（3）2.0s末水平拉力的大小F2。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）3.0~5.0s內(nèi)，物塊所受水平拉力大小，滑動摩擦力大小，合外力恒定，物塊做初速度為零的勻加速直線運動。

根據(jù)牛頓第二定律，物塊的加速度大小：

所以這段時間物塊的位移大小，即PQ間的距離：

（2）5.0s時物塊的速度：

在0~5.0s內(nèi)，根據(jù)動能定理有：

解得：

（3）由F-t圖可知，t=0時水平拉力的大小。設(shè)0~2.0s內(nèi)水平拉力的沖量大小為IF。

根據(jù)F- t圖線與t軸圍成的面積可知：

在0~3.0s內(nèi)，根據(jù)動量定理有：

解得：

故本題答案是：（1）（2）（3）