（16分）如圖*所示，一質量為2.0kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數為0.20。從t=0時...

問題詳情：

（16分）如圖*所示，一質量為2.0kg 的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數為0.20。從 t = 0時刻起，物體受到水平方向的力 F 的作用而開始運動， 8s內 F 隨時間 t 變化的規律如圖乙所示。求：（g取 10m / s 2）

（1）4s末物體速度的大小；

（2）在圖*的座標系中畫出物體在8s內的v-t 圖象；（要求計算出相應數值）

（3）在8s 內水平力 F 所做的功。

【回答】

解：（1）物體受到水平力F和摩擦力f的作用，由靜止開始向右做勻加速直線運動，設加速度為a1，4s末速度為v1，由牛頓第二定律

  F1-µmg = ma1               

 a1 = 3m/s2                  

v1 = at1 = 12m/s            

（2）由圖知，4-5s內物體受到水平力F的大小不變，方向改變，設加速度為a2，5s末速度為v2

-(F2+µmg) = ma2  

 a2 = -7m/ s2                          

  v2 = v1 + a2 t2 = 5m/s              

由圖知，5-8s內物體只受摩擦力f的作用，設加速度為a3，速度為v3

  -µmg = ma3      

 a3 = -2m/ s2                     

 t3 = -=2.5s

在t = 7.5s時物體停止運動，v3=0  

物體運動的v-t 圖象如圖所示    

（3）由v-t圖可知（或計算得出）

     0-4s內     s1 = 24m     

4-5s內     s2 = 8.5 m     

水平力F做功     WF = F1S1-F2S2            

得       WF  =155J           

知識點：專題四 功和能

題型：綜合題