如图*所示,一质量为2.0kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20.从t=0时刻起,物体...
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如图*所示,一质量为2.0kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20.从 t=0时刻起,物体受到水平方向的力 F 的作用而开始运动,8s内 F 随时间 t 变化的规律如图乙所示.求:(g取 10m/s 2)
(1)4s末物体速度的大小;
在图*的坐标系中画出物体在8s内的v﹣t 图象;(要求计算出相应数值)
(3)物体在8s内位移.
【回答】
解:(1)物体受到水平力F和摩擦力f的作用,由静止开始向右做匀加速直线运动,设加速度为a1,4s末速度为v1,由牛顿第二定律有:
F1﹣µmg=ma1
代入数据解得:a1=3m/s2
故4s末速度为:v1=at1=12m/s
由图知,4﹣5s内物体受到水平力F的大小不变,方向改变,设加速度为a2,5s末速度为v2,根据牛顿第二定律,有:
﹣(F2+µmg)=ma2
代入数据解得:a2=﹣7m/s2
5s末速度为:v2=v1+a2t2=5m/s
由图知,5﹣8s内物体只受摩擦力f的作用,设加速度为a3,速度为v3
根据牛顿第二定律,有:﹣µmg=ma3
解得:a3=﹣2m/s2
运动总时间为:t3=﹣=2.5s
在t=7.5s时物体停止运动,v3=0
物体运动的v﹣t 图象如图所示
(3)由v﹣t图可知(或计算得出)
0﹣4s内 s1=24m
4﹣5s内 s2=8.5 m
5﹣7.5s内 s3=8.5 m
S=S1+S2+S3
解得:S=38.75m
答:(1)4s末物体速度的大小为12m/s;
v﹣t 图象如图所示;
(3)物体在8s内位移38.75m.
知识点:牛顿第二定律
题型:计算题