Question

某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型；如图甲在水平地面上放置一个质量为kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力随位移变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为，m/s2，则：

（1）运动过程中物体的最大加速度为多少？

（2）在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？

（3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？

Answer 1

（1）20m/s2 （2）3.2m（3）10m

【解析】

试题分析：（1）由牛顿第二定律：F-umg=ma

当推力F=100N时，物体所受合力最大，加速度最大。 代入解得 a=20m/s2

（2）由图像可得推力随位移x变化的数值关系为： F=100-25x

速度最大时加速度为0，则F=umg 代入解得x=3.2m

(3) 由图像可得推力对物体做功W=200J 由动能定理：W-umgxm=0

代入解得xm=10m

考点：动能定理及牛顿第二定律.