Question

1．如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體靜置于水平面上，現(xiàn)對(duì)物體施以水平方向的恒定拉力，1s末將拉力撤去，物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，試求：
（1）滑動(dòng)摩擦力的大小；
（2）在0～3s內(nèi)滑動(dòng)摩擦力做的功．
（3）拉力在1s末的功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)速度時(shí)間圖線的斜率求出勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小，結(jié)合牛頓第二定律求出滑動(dòng)摩擦力的大�。�
（2）根據(jù)速度時(shí)間圖線圍成的面積求出位移的大小，從而求出0-3s內(nèi)滑動(dòng)摩擦力做功的大�。�
（3）根據(jù)牛頓第二定律求出拉力的大小，結(jié)合功率的公式求出拉力的功率．

解答 解：（1）根據(jù)速度時(shí)間圖線知，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：
${a}_{2}=\frac{6}{2}m/{s}^{2}=3m/{s}^{2}$，
根據(jù)牛頓第二定律得，滑動(dòng)摩擦力的大小為：
f=ma₂=1×3N=3N．
（2）根據(jù)圖線圍成的面積知，3s內(nèi)的位移為：
x=$\frac{1}{2}×3×6m=9m$，
則滑動(dòng)摩擦力做功為：
W_f=-fx=-3×9J=-27J．
（3）物體勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：
${a}_{1}=\frac{6}{1}m/{s}^{2}=6m/{s}^{2}$，
根據(jù)牛頓第二定律得：F-f=ma₁，
解得：F=f+ma₁=3+1×6N=9N，
則拉力的功率為：P=Fv=9×6W=54W．
答：（1）滑動(dòng)摩擦力的大小為3N；
（2）在0～3s內(nèi)滑動(dòng)摩擦力做的功為-27J．
（3）拉力在1s末的功率為54W．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道速度時(shí)間圖線的物理意義，知道圖線的斜率表示加速度，圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移．