Question

如图（甲）所示，质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动．过P点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开

如图（甲）所示，质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动．过P点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选取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vt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a1、a2的大小；（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P点的距离．

Answer 1

（1、2）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
a₁=2 m/s²①
根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma₁②
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
a₂=1m/s² ③
根据牛顿第二定律，有F-μmg=ma₂④
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：d=

1

2

×4×8?

1

2

×6×6＝?2m，负号表示物体在a点以左
答：（1）物体在0～4s内和4～10s内的加速度a₁、a₂的大小分别为2m/s²、1m/s²．
（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．