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小；
（2）物块在3-6s中的加速度大小；
（3）物块质量是多少？

Answer 1

解：（1）在6-9s内物体匀速运动，
则物体所受滑动摩擦力f=F=4N
（2）由于v-t图象的斜率就是物体的加速度
则：a=
（3）在3-6s内根据牛顿第二定律得：F-f=ma
解得：m=1kg
答：（1）物块在运动过程中受到的滑动摩擦力为4N；
（2）物块在3-6s中的加速度大小为2m/s²；
（3）物块质量是1kg．
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；有了加速度由牛顿第二定律可求物体质量；
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，需要注意的是，如果物体做减速运动，求位移时，要先确定物体需要多长时间停止，再根据实际时间代入公式计算，题目中所给时间有时不可用．