Question

质量m＝1 kg的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中E_k－x的图象如图所示．(g取10 m/s²)求：

 

(1)物体的初速度多大？

(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大？

(3)拉力F的大小．

Answer 1

 (1)从图象可知初动能E_k0＝2 J，

E_k0＝mv²，v＝2 m/s.

(2)在位移为4 m处物体的动能为E_k＝10 J，在位移为8 m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功．

设摩擦力为F_f，则F_f＝μmg

根据动能定理有－F_fx₂＝0－E_k

得出：μ＝＝＝0.25.

(3)物体0～4 m的过程中，

根据动能定理有(F－F_f)·x₁＝E_k－E_k0

得出：F＝＋F_f＝ N＝4.5 N.

答案：(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N