Question

1．如圖所示，質量為1kg的物體靜置于水平面上，現對物體施以水平方向的恒定拉力，1s末將拉力撤去，物體運動的v-t圖象如圖所示，試求：
（1）滑動摩擦力的大小；
（2）在0～3s內滑動摩擦力做的功．
（3）拉力在1s末的功率．

Answer 1

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

解答 解：（1）根據速度時間圖線知，勻減速直線運動的加速度大小為：
${a}_{2}=\frac{6}{2}m/{s}^{2}=3m/{s}^{2}$，
根據牛頓第二定律得，滑動摩擦力的大小為：
f=ma₂=1×3N=3N．
（2）根據圖線圍成的面積知，3s內的位移為：
x=$\frac{1}{2}×3×6m=9m$，
則滑動摩擦力做功為：
W_f=-fx=-3×9J=-27J．
（3）物體勻加速直線運動的加速度大小為：
${a}_{1}=\frac{6}{1}m/{s}^{2}=6m/{s}^{2}$，
根據牛頓第二定律得：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）滑動摩擦力的大小為3N；
（2）在0～3s內滑動摩擦力做的功為-27J．
（3）拉力在1s末的功率為54W．

點評 解決本題的關鍵知道速度時間圖線的物理意義，知道圖線的斜率表示加速度，圖線與時間軸圍成的面積表示位移．