Question

放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．重力加速度g=10m/s²．求：
（1）物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小；
（2）物块在3～6s中的加速度大小；
（3）物块与地面间的动摩擦因数．

Answer 1

解：（1）由v-t图象可知，物块在6～9 s内做匀速运动，由F-t图象知，6～9 s 的推力F₃=4 N，
故F_f=F₃=4 N．
（2）由v-t图象可知，3～6 s内做匀加速运动，由a=得a=2 m/s²．
（3）在3～6 s内，由牛顿第二定律有F₂-F_f=ma，得m=1 kg．
且F_f=μF_N=μmg，则μ==0.4．
答：（1）物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小为4 N；　（2）物块在3～6s中的加速度大小为2 m/s²；（3）物块与地面间的动摩擦因数为0.4．
分析：根据力与运动的关系及牛顿第二定律，物体受合力等于零时，物体处于平衡状态，即静止或匀速运动．结合图象6-9s段，可求物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小；根据第3s到6s内的速度图象斜率，可求这一阶段的加速度；在3～6 s内，由牛顿第二定律和滑动摩擦力公式即可求得动摩擦因素．
点评：利用F-t图象和V-t图象的不同时段的受力和运动情况，结合牛顿运动定律，可以分析求解物体的速度、加速度、位移、质量等物理量，难度适中．