Question

12．質(zhì)量m=1kg的物體，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過位移4m時(shí)，拉力F停止作用，接著又運(yùn)動(dòng)了位移4m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過程中物體的動(dòng)能隨位移（E_k-S）的圖線如圖所示，（g取10m/s²）求：
（1）物體的初速度多大？
（2）物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？
（3）拉力F的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)初動(dòng)能的大小，結(jié)合動(dòng)能的公式求出物體的初速度大�。�
（2）對(duì)勻減速運(yùn)動(dòng)的過程運(yùn)用動(dòng)能定理，求出物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．
（3）對(duì)勻加速運(yùn)動(dòng)的過程運(yùn)用動(dòng)能定理，求出拉力F的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)動(dòng)能公式有：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=2J$，
代入數(shù)據(jù)解得：v₀=2m/s．
（2）4s-8s物體在摩擦力的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有：
-μmgs₂=E_k2-E_k1=-10J，
其中s₂=4m，
代入數(shù)據(jù)解得：μ=0.25
（3）0-4s物體在水平拉力和摩擦力的共同作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有：
Fs₁-μmgs₁=E_k2-E_k1=8J，
其中：s₁=4m，
代入數(shù)據(jù)解得：F=4.5N．
答：（1）物體的初速度為2m/s；
（2）物體和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25；
（3）拉力F的大小為4.5N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)能定理的基本運(yùn)用，運(yùn)用動(dòng)能定理解題關(guān)鍵靈活地選擇研究過程，分析過程中有哪些力做功，然后根據(jù)動(dòng)能定理列式求解，難度不大．