Question

如图所示，质量为1kg的物体静置于水平面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，1s末将拉力撤去，物体运动的v-t图象如图所示，试求：
（1）滑动摩擦力的大小；
（2）拉力的大小；
（3）在0-3s内滑动摩擦力做的功．
（4）在0-3s内外力做的总功．

Answer

（1）根据图象求出减速运动阶段的位移，再根据动能定理列式求摩擦力；
（2）根据图象求出加速过程的位移，再根据动能定理列式求拉力；
（3）根据功的定义求摩擦力的功；
（4）根据动能定理求总功．
【解析】
（1）根据图象，减速运动阶段的位移为
x2=×4×（3-1）=4m
对减速过程运用动能定理
-fx2=-mv2
解得
f=2N
即滑动摩擦力的大小为2N．
（2）根据图象，加速运动阶段的位移为
x1=×4×1=2m
对加速过程运用动能定理
Fx1-f（x1+x2）=mv2
解得
F=6N
即拉力的大小为6N．
（3）在0-3s内滑动摩擦力做的功为
W=-f（x1+x2）=-12J
即在0-3s内物体克服滑动摩擦力做功12J．
（4）根据动能定理，对于整个运动过程
W=△Ek=0
即在0-3s内外力做的总功为零．