如图*所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选...
问题详情:
如图*所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v﹣t图象如图乙所示.取重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)物体在0﹣4s内和4﹣10s内的加速度的大小和方向
(2)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ
(3)10s末物体离a点的距离
(4)10s后撤去拉力F,求物体再过15s离a点的距离
【回答】
(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v﹣t图得:
加速度大小a1=2 m/s2 方向与初速度方向相反 ①
设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v﹣t图得:
加速度大小a2=1m/s2 方向与初速度方向相反 ②
(2)根据牛顿第二定律,有
F+μmg=ma1 ③
F﹣μmg=ma2 ④
解①②③④得:
F=3N
μ=0.05
(3)设10s末物体离a点的距离为d,d应为v﹣t图与横轴所围的面积
则:,负号表示物体在a点以左;
(4)设撤去拉力F后做匀减速直线运动的加速度大小为a3
根据牛顿第二定律,有:μmg=ma3 得:
由vt=v0+at可得:
物体减速到零的时间t=12s
物体在15s内的位移
物体在15s后离a点的距离d′=d+s=38m
答:(1)物体在0﹣4s内的加速度的大小为2 m/s2,方向与初速度方向相反;方向,物体在4﹣10s内的加速度的大小为1m/s2,方向方向与初速度方向相反;
(2)力F的大小为3N,物体与水平面间的动摩擦因数μ为0.05;
(3)10s末物体离a点的距离为2m;
(4)10s后撤去拉力F,物体再过15s离a点的距离为38m.
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题