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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:
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(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.
(1)初始时刻,速度为零,空气阻力为零,根据牛顿第二定律求出物块与水平面间的动摩擦因数. (2)加速度a与时间t的关系图线围成的面积表示速度的变化量,根据图象求出t=5s时物块速度的大小. (3)t=5s后,物块做匀速直线运动,物体所受的空气阻力不变,根据平衡求出空气阻力的大小. 【解析】 (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=ma① 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 (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.
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考点分析:
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(1)物块加速度的大小;
(2)若在第2.0s末撤去拉力F,物块离斜面底端的最大距离;
(3)物块重新回到斜面底端时速度的大小.

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钩码质量m/g100200300400500600700
刻度尺的刻度x/cm11.7013.4015.1016.8518.6020.3022.1024.05
(1)根据所测数据,在下面的坐标纸(图2)上画出弹簧指针所指刻度尺的刻度x与钩码质量m的关系图线.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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