Question

8．如图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监视测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示．取g=10m/s²．则（　　）

• A． 物体的质量m=1.0kg
• B． 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20
• C． 第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0J
• D． 第2s内推力F做功的平均功率$\overline{P}$=1.5W

Answer 1

分析 根据物体做匀速直线运动求出滑动摩擦力的大小，结合速度图线得出匀加速运动的加速度，根据牛顿第二定律求出物体的质量．
根据速度时间图线与时间轴围成的面积求出物体的位移，结合功的公式求出克服摩擦力做功的大小．根据推力做功的大小，结合平均功率的公式求出推力F的平均功率．

解答 解：A、物体在2-3s内做匀速直线运动，滑动摩擦力等于推力F，则f=2N，在1-2s内做匀加速直线运动，加速度为：a=$\frac{△v}{△t}=\frac{2}{1}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$，根据牛顿第二定律得：
F-f=ma，则有：3-2=2m，解得：m=0.5kg，故A错误．
B、物体与水平面间的动摩擦因数为：$μ=\frac{f}{mg}=\frac{2}{5}=0.40$，故B错误．
C、第2s内的位移为：${x}_{2}=\frac{1}{2}×2×1m=1m$，则克服摩擦力做功为：W_f=fx₂=2×1J=2J，故C正确．
D、第2s内推力做功的平均功率为：$\overline{P}=\frac{F{x}_{2}}{t}=\frac{3×1}{1}W=3W$，故D错误．
故选：C．

点评 对于速度图象类的题目，主要是要理解斜率的含义：斜率代表物体的加速度；速度正负的含义：速度的正负代表物体运动的方向；速度图象与时间轴围成的面积的含义：面积代表物体的位移．