Question

如图甲所示，一质量为M=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物块在按如图乙所示规律变化

如图甲所示，一质量为M=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物块在按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右运动，第3s末物块运动到B点且速度刚好为0，第5s末物块刚好回到A点，物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s 2 ，则以下说法正确的是（　　） A．物块在5s内克服摩擦力做功8J B．第5s末，物块的动能为16J C．水平力F在5s内对物块平均做功功率为3.2W D．水平力F在3s内对物块所做的功为8J

Answer 1

在3s-5s的时间内，物块在水平恒力F的作用下由B点匀加速直线运动到A点， 设加速度为a，AB间的距离为s，则：F-μmg=ma， 所以a= F-μmg m = 4-0.2×1×10 1 m/s 2 =2m/s 2 ． 位移s= 1 2 at 2 =4m， 整个过程中摩擦力做的功为W f =-2μmgs=16J，所以A错误． 设整个过程中F所做的功为W F ，物体回到A点的速度为V， 由动能定理得：W F -2μmgs= 1 2 mV 2 又由于 V 2 =2aS 所以 W F =2μmgs+mas=24J， 所以水平力F在5s内对物块平均做功功率为P= W F t = 24 5 W=4.8W，所以C错误． 由以上等式可得 1 2 mV 2 =24-16=8J，所以B错误． 对前3s，由动能定理可得W-μmgs=0，所以W=μmgs=8J，所以D正确． 故选D．