Question

質量m=20kg的物體．在水平恒力F的作用下，沿水平面做直線運動．已知物體開始向右運動，物體的v-t圖象如圖所示．g取10m/s²．
（1）畫出物體在0～4s內的兩個運動過程的受力示意圖；
（2）求出這兩過程物體運動的加速度和方向；
（3）求出水平恒力F的大小和方向；
（4）求出物體與水平面間的動摩擦因數μ．

Answer 1

（1）減速過程，受重力、支持力、向左的拉力和滑動摩擦力，如圖所示：

加速過程，受重力、支持力、向左的拉力、向右的滑動摩擦力，如圖所示：

（2）由斜率等于加速度的大小，得到：前2s內和后2s內物體的加速度分別為
a₁=

△v

△t

=

0-10

2

=-5m/s²，
a₂=

△v

△t

=

-2-0

2

=-1m/s²，
負號表示方向，所以這兩個過程加速度方向都向左；
（3）根據牛頓第二定律得：
-F-f=ma₁；
-F+f=ma₂，
代入解得：F=60N，f=40N
力F的方向向左；
（3）由f=μmg得，μ=

f

mg

=

20

100

=0.2
答：（1）如圖所示；
（2）這兩個過程物體運動的加速度大小分別為5m/s²和1m/s²，方向都向左；
（3）水平恒力F的大小為60N，方向向左；
（4）物體與水平面間的動摩擦因數為0.2