Question

一质量为2kg的物体在与水平方向成37度恒力F=10N作用下沿粗糙的水平面向右运动，运动过程中，风对物体的作用力沿水平方向向左，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图所示．求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）比例系数k．

Answer 1

解：（1）由图象可得，当风速v=0时，a=3m/s²，风力f=0时
对物体受力分析，受拉力F，支持力N，滑动摩擦力，如图

根据牛顿第二定律，有
Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）=ma
解得
μ=0.14
故物体与水平面间的动摩擦因数μ为0.14．
（2）由图象可得，当v=5m/s时，a=0
此时，对物体受力分析，如图

根据共点力平衡条件，有
Fcosθ=μ（mg-Fsinθ）+Kv
解得
K=1.2N?S/m
即比例系数k为1.2N?S/m．
分析：（1）根据图象得到速度为零时的加速度，然后对物体受力分析，根据牛顿第二定律，运用正交分解法，列式求解得到动摩擦因数；
（2）根据图象得到速度为5m/s时的加速度，然后对物体受力分析，根据牛顿第二定律，运用正交分解法，列式求解即可．
点评：本题关键对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式，根据图象得到两组数据，然后联立方程组得到物体与水平面间的动摩擦因数以及比例系数．