如圖*所示,質量m=2kg的物體在水平面上向右做直線運動.過a點時給物體作用一個水平向左的恆力F並開始計時,選...
問題詳情:
如圖*所示,質量m=2kg的物體在水平面上向右做直線運動.過a點時給物體作用一個水平向左的恆力F並開始計時,選水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測出物體的瞬時速度,所得v﹣t圖象如圖乙所示.取重力加速度為g=10m/s2.求:
(1)物體在0﹣4s內和4﹣10s內的加速度的大小和方向
(2)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數μ
(3)10s末物體離a點的距離
(4)10s後撤去拉力F,求物體再過15s離a點的距離
【回答】
(1)設物體向右做勻減速直線運動的加速度為a1,則由v﹣t圖得:
加速度大小a1=2 m/s2 方向與初速度方向相反 ①
設物體向左做勻加速直線運動的加速度為a2,則由v﹣t圖得:
加速度大小a2=1m/s2 方向與初速度方向相反 ②
(2)根據牛頓第二定律,有
F+μmg=ma1 ③
F﹣μmg=ma2 ④
解①②③④得:
F=3N
μ=0.05
(3)設10s末物體離a點的距離為d,d應為v﹣t圖與橫軸所圍的面積
則:,負號表示物體在a點以左;
(4)設撤去拉力F後做勻減速直線運動的加速度大小為a3
根據牛頓第二定律,有:μmg=ma3 得:
由vt=v0+at可得:
物體減速到零的時間t=12s
物體在15s內的位移
物體在15s後離a點的距離d′=d+s=38m
答:(1)物體在0﹣4s內的加速度的大小為2 m/s2,方向與初速度方向相反;方向,物體在4﹣10s內的加速度的大小為1m/s2,方向方向與初速度方向相反;
(2)力F的大小為3N,物體與水平面間的動摩擦因數μ為0.05;
(3)10s末物體離a點的距離為2m;
(4)10s後撤去拉力F,物體再過15s離a點的距離為38m.
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題