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质量m=20kg的物体.在水平恒力F的作用下,沿水平面做直线运动.已知物体开始向右运动,物体的v-t图象如图所示.g取l0m/s2
(1)画出物体在0~4s内的两个运动过程的受力示意图;
(2)求出这两过程物体运动的加速度和方向;
(3)求出水平恒力F的大小和方向;
(4)求出物体与水平面间的动摩擦因数μ.
分析:(1)从v-t图象可以看出,物体先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动,故水平恒力与速度反向,画出受力分析图即可;
(2)(3)(4)由斜率求出加速度,分析求出前2s内和后2s内物体的加速度大小和方向,再根据牛顿第二定律求出拉力F和摩擦力的大小,从而求出动摩擦因数.
解答:解:(1)减速过程,受重力、支持力、向左的拉力和滑动摩擦力,如图所示:

加速过程,受重力、支持力、向左的拉力、向右的滑动摩擦力,如图所示:

(2)由斜率等于加速度的大小,得到:前2s内和后2s内物体的加速度分别为
a1=
△v
△t
=
0-10
2
=-5m/s2
a2=
△v
△t
=
-2-0
2
=-1m/s2
负号表示方向,所以这两个过程加速度方向都向左;
(3)根据牛顿第二定律得:
-F-f=ma1
-F+f=ma2
代入解得:F=60N,f=40N
力F的方向向左;
(3)由f=μmg得,μ=
f
mg
=
20
100
=0.2
答:(1)如图所示;
(2)这两个过程物体运动的加速度大小分别为5m/s2和1m/s2,方向都向左;
(3)水平恒力F的大小为60N,方向向左;
(4)物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
点评:本题实际上通过速度反映了物体的运动情况,抓住斜率等于加速度,根据牛顿第二定律求解拉力.属于知道了物体的运动情况,确定物体受力情况的类型.
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如图,质量m=20kg的物块(可视为质点),以初速度v0=10m/s滑上静止在光滑轨道的质量M=30kg、高h=0.8m的小车的左端,当车向右运动了距离d时(即A处)双方达到共速.现在A处固定一高h=0.8m、宽度不计的障碍物,当车撞到障碍物时被粘住不动,而货物继续在车上滑动,到A处时即做平抛运动,恰好与倾角为53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑动,已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.5,(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)车与货物共同速度的大小v1
(2)货物平抛时的水平速度v2
(3)车的长度L与距离d.

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(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)车与货物共同速度的大小v1

(2)货物平抛时的水平速度v2

(3)车的长度L与距离d.

 

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(2)求物块运动的加速度大小;
(3)求物块速度达到v=6.0m/s时移动的距离.

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