利用图象可以描述两个物理量之间的关系,图象除了能直接表明这两个物理量之间的变化特点外,图线与横轴所围的面积还可以表示第三个物理量.例如:在v-t图象中,图线与横
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利用图象可以描述两个物理量之间的关系,图象除了能直接表明这两个物理量之间的变化特点外,图线与横轴所围的面积还可以表示第三个物理量.例如:在v-t图象中,图线与横
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利用图象可以描述两个物理量之间的关系,图象除了能直接表明这两个物理量之间的变化特点外,图线与横轴所围的面积还可以表示第三个物理量.例如:在v-t图象中,图线与横轴所围的面积为物体在这段时间内的位移x.如图(a)所示,质量为1kg的物块,在水平向右、大小为5N的恒力F作用下,沿粗糙水平面由静止开始运动.在运动过程中,物块受到水平向左的空气阻力,其大小随着物块速度的增大而增大,且当物块速度为零时,空气阻力也为零.物块加速度a与时间t的关系图线如图(b)所示,求:
(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)t=5s时物块速度的大小;
(3)t=6s时空气阻力的大小.
答案
(1)当t=0时,由题意可知,物体所受空气阻力为零,此时物块的受力情况如图所示.由牛顿第二定律有:
F-f=ma
0
①
N-mg=0②
又因为f=μN③
由①②③可求得:μ=0.3
(2)由题意可知,在a-t图中,图线与t轴所围的面积为速度的增加量,
所以t=5s时物块的速度
v
5
=
1
2
×2×5m/s=5m/s
(3)由图象可知,t=5s后,物块做匀速直线运动,物体所受的空气阻力不变,设此过程中物块所受空气阻力为F
空
,
由牛顿第二定律有:F-f-F
空
=0④
由②③④式可求得:F
空
=2N
答:(1)物块与水平面间的动摩擦因数为0.3.
(2)t=5s时物块速度的大小为5m/s.
(3)t=6s时空气阻力的大小为2N.
举一反三
如图所示,一小孩坐在雪橇上,一大人用F=50N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速直线运动,F与水平方向成θ=37°斜向上.已知小孩和雪橇的总质量为m=43kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8.取g=10m/s
2
.求:
(1)地面对雪橇的支持力的大小F
N
;
(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数μ.
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倾角为θ=30°的斜面固定在水平地面上,将一个物块放在斜面上时恰好能沿斜面匀速下滑.若此物块从斜面底端以v
0
=20m/s的初速度冲上斜面,设斜面足够长.取g=10m/s
2
.求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)物块沿斜面向上滑行的距离.
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如图所示,质量为m=2.0kg的物体置于粗糙水平地面上,用F=20N的水平拉力使它从静止开始运动,t=2.0a时物体的速度达到v=12m/s,此时撤去拉力.求:
(1)物体在运动中受到的阻力;
(2)撤去拉力后物体继续滑行的距离.
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图为物体做直线运动的v-t图象,若物体第1s内所受合力为F
1
,第2s内所受合力为F
2
,第3s内所受合力为F
3
,则( )
A.F
1
、F
2
、F
3
大小不断变化,F
1
与F
2
、F
3
方向相反
B.F
1
、F
2
、F
3
大小不断变化,F
1
、F
2
与F
3
方向相反
C.F
1
、F
2
、F
3
大小不变且相等,F
1
与F
2
、F
3
方向相反
D.F
1
、F
2
、F
3
大小不变且相等,F
1
、F
2
与F
3
方向相反
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如图甲所示,光滑水平面上A、B两点相距x
AB
=13m,一个质量m=1.0kg的小滑块在水平推力的作用下沿水平面自左向右滑动,所受水平推力按图乙所示的规律变化,求:
(1)滑块在t=3.0s末距A点的距离;
(2)滑块到达B点时速度的大小.
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