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

（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．

【解析】

试题分析：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．

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．