Question

物塊A的質(zhì)量為2.0kg，放在水平面上，在水平力F作用下由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，水平力F隨物塊的位移s變化的規(guī)律如圖所示．最后物塊停在距出發(fā)點(diǎn)28m處．
（1）試分段說(shuō)明物塊A的運(yùn)動(dòng)情況及加速度情況；
（2）求物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后5s末的動(dòng)量．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象知道：撤去拉力后物塊運(yùn)動(dòng)了5m停住，根據(jù)動(dòng)能定理求出物塊所受的摩擦力大小，根據(jù)拉力與摩擦力大小關(guān)系，分析物塊的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度．
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物塊運(yùn)動(dòng)位移為12m所用的時(shí)間，再分析5s末物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出5s末物塊的速度，進(jìn)而求出動(dòng)量．

解答：解：（1）由圖分析：撤去拉力后，物塊運(yùn)動(dòng)了5m停住，說(shuō)明物塊在水平方向除受拉力F外，還受滑動(dòng)摩擦阻力作用，設(shè)物塊所受阻力為f，拉力做功為W，阻力做功為W_f，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)及動(dòng)能定理，有：
   W₁+W₂-W_f=△E_k
代入數(shù)據(jù)，有解得：f=5N
故可知物塊在第一段時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為：a1=

F1-f

m

=1.5m/s²
物塊在第二段時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為：a2=

F2-f

m

=-0.5m/s²
在第三段時(shí)間內(nèi)已撤去拉力，物塊在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為：a3=

f

m

=-2.5m/s2
（2）物塊在第一段時(shí)間內(nèi)v₀₁=0，s₁=12m，由：s1=

1

2

a1?

t

2 1

，解得：t₁=4s
由：v₄=a₁t_l，解得4s末物塊的速度為：v₄=6m/s
故5s末物塊的速度v₅=v₄-a₂t₂=6-0.5×（5-4）=5.5m/s
所以物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)5s末的動(dòng)量為：P₅=mv₅=11kgm/s
答：
（1）物塊A的運(yùn)動(dòng)情況是：物塊在第一段時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在第二段時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，及加速度情況，在第三段時(shí)間物塊在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度分別為1.5m/s²、-0.5m/s²、-2.5m/s²．
（2）物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后5s末的動(dòng)量為11kgm/s．

點(diǎn)評(píng)：本題要讀懂圖象的意義，根據(jù)圖象分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的能力．