解:(1)由速度圖象知第6s到9s內(nèi)物體做勻速運(yùn)動(dòng),受力平衡,受到的滑動(dòng)摩擦力與水平推力F大小相等.
由圖知 F
滑=F=4N.
(2)由公式a=
得 物塊在第3s到6s內(nèi)的加速度
a=
=2m/s
2.
(3)設(shè)物塊的質(zhì)量為m,在第3s到6s內(nèi)根據(jù)牛頓第二定律
F-F
滑=ma 得
=
=1kg.
(4)第9s到第11s內(nèi),外力F為零 只受摩擦力作用,物塊做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小
a'=
=
=4m/s
2.
設(shè)經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)停止,由公式V=V
0-at 得 t=
=
=1.5s.
由公式X=
得 X=6×1.5-
×4×1.5
2=4.5m.
答:(1)物塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小是4N;
(2)物塊在第3s到6s內(nèi)的加速度大小是2m/s
2;
(3)物塊質(zhì)量是1Kg;
(4)外力F為零的第9s到第11s內(nèi)物體位移大小是4.5m.
分析:根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系及牛頓第二定律,物體受合力等于零時(shí),物體處于平衡狀態(tài),即靜止或勻速運(yùn)動(dòng).結(jié)合圖象6-9s段,可求物塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小;根據(jù)第3s到6s內(nèi)的速度圖象斜率,可求這一階段的加速度;有了加速度由牛頓第二定律可求物體質(zhì)量;第9s到第11s內(nèi)外力F為零時(shí),物體受摩擦力不變,做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解出位移的大小.
點(diǎn)評:利用F-t圖象和V-t圖象的不同時(shí)段的受力和運(yùn)動(dòng)情況,結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律,可以分析求解物體的速度、加速度、位移、質(zhì)量等物理量,需要注意的是,如果物體做減速運(yùn)動(dòng),求位移時(shí),要先確定物體需要多長時(shí)間停止,再根據(jù)實(shí)際時(shí)間代入公式計(jì)算,題目中所給時(shí)間有時(shí)不可用.