Question

18．放置在水平面上的物体质量为m=2.0kg，受到沿水平方向的恒定拉力作用，拉力对物体作用了6.0s后撤去，物体在整个运动过程中受到的外力的合力F_合的变化情况如图所示．则根据题中所给条件和图象可以求出的物理量有（　　）
①物体和水平面间的动摩擦因数                        　②物体运动的最大速度
③物体整个运动的位移　　　　　                        ④物体前6秒内的位移．

• A． ①②
• B． ①③
• C． ①②③
• D． ①②③④

Answer 1

分析 根据图线得出拉力和摩擦力的大小，结合滑动摩擦力公式求出动摩擦因数的大小．根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度，结合速度时间公式求出最大速度．根据位移时间公式求出前6s内的位移，结合牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度大小，根据速度位移公式求出匀减速运动的位移，从而得出总位移大小．

解答 解：设拉力为F，摩擦力为f，由图线可知，F-f=4N，f=4N，则F=8N．
则物体与水平面间的动摩擦因数$μ=\frac{f}{mg}=\frac{4}{20}=0.2$．故①正确；
物体做匀加速运动的加速度${a}_{1}=\frac{F-f}{m}=\frac{8-4}{2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，则物体运动的最大速度v_m=a₁t₁=2×6m/s=12m/s．故②正确；
撤去F后，物体的加速度大小${a}_{2}=\frac{f}{m}=\frac{4}{2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，物体前6s内的位移${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}×2×36m=36m$，匀减速运动的位移大小${x}_{2}=\frac{{{v}_{m}}^{2}}{2{a}_{2}}=\frac{144}{2×2}m=36m$，则总位移x=x₁+x₂=36+36m=72m．故③④正确．
故选：D．

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，通过图线得出拉力和摩擦力的大小是解决本题的关键，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．