Question

—个物体放在足够大的水平地面上，图甲中，若用水平变力拉动，其加速度随力变化图像为图乙所示。现从静止开始计时，改用图丙中周期性变化的水平力F作用(g取)。求：

  (1)物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数；

  (2)若在周期性变化的力F作用下，物体一个周期内的位移大小；

  (3)在周期性变化的力作下，21s内力F对物体所做的功。

 

Answer 1

解析：(1)由牛顿第二定律得：F－μmg=ma                     （2分）

变形得：                                                （2分）

结合图象得：m=4kg；μ=0.1                                             （2分）

(2)0~2s：           （2分）

2s~4s：                                    （1分）

由以上式可知：一个周期内的位移为x1=2s1=8m                          （2分）

(3)20s即5个周期通过的位移x10=5×8＝40m                               （1分）

第21秒通过的位移                                      （2分）

前21秒物体运动时拉力F做的功W＝5(F1×s1+ F 2×s1)+ F 1×x′=172J        （2分）