Question

10．在水平地面上有一质量为5kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动，10s后拉力大小减为$\frac{F}{3}$，该物体的运动速度随时间变化的图象如图所示，
求：（1）物体受到的拉力F的大小；
（2）物体与地面之间的动摩擦因数（g取10m/s²）．

Answer 1

分析 （1）根据速度时间图线的斜率求出匀加速和匀减速运动的加速度的大小，结合牛顿第二定律求出拉力F的大小．
（2）根据摩擦力和正压力大小，求出动摩擦因数的大小．

解答 解：（1）由v-t图象可知
在0～10s内，${a}_{1}=\frac{8}{10}=0.8m/{s}^{2}$，F-f=ma₁
在10s～14s内，${a}_{2}=\frac{-8}{4}=-2m/{s}^{2}$，$\frac{F}{3}-f=m{a}_{2}$，
代入数据解得F=21N，f=17N．
（2）由f=μF_N
可知μ=$\frac{f}{mg}=\frac{17}{50}$=0.34．
答：（1）物体受到的拉力F的大小为17N；
（2）物体与地面之间的动摩擦因数为0.34．

点评 本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用，知道图线的斜率表示加速度，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．