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如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,...

如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右运动,第3s末物块运动到B点且速度刚好为0,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,求:
(1)A、B间的距离;
(2)水平力F在5s时间内对物块所做的功.
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(1)在3~5 s内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到A点,根据牛顿第二定律求出加速度,由运动学位移公式求解AB间的距离; (2)由速度公式可求出物块返回A点时的速度大小,对于全过程,根据动能定理求解水平力F做功. 【解析】 (1)由图乙可知在3~5 s内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到A点,设加速度为a,A、B间的距离为s,则有   F-μmg=ma, 得a== m/s2=2 m/s2, 故A、B间的距离为s=at2=4 m. (2)设整个过程中水平力所做功为WF,物块回到A点时的速度为vA,由动能定理得: WF-2μmgs=m, 对于匀加速运动过程,=2as, 联立得  WF=2μmgs+mas=24 J. 答:(1)A、B间的距离是4m; (2)水平力F在5s时间内对物块所做的功是24J.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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