Question

一個(gè)質(zhì)量為的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。從開(kāi)始，物體受到一個(gè)大小和方向呈周期性變化的水平力F作用，力F隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖10所示。求83秒內(nèi)物體的位移大小和力F對(duì)物體所做的功。取。

Answer 1

當(dāng)物體在前半周期時(shí)由牛頓第二定律，得： F₁－μmg＝ma₁ a₁＝＝2m/s² 當(dāng)物體在后半周期時(shí)， 由牛頓第二定律，得：F₂＋μmg＝ma₂ a₂＝＝2m/s² 前半周期先做初速度為零加速度為2m/s²的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后半周期位移又開(kāi)始做相同加速度的勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度為零，然后開(kāi)始重復(fù)，前半周期與后半周期位移相等 x＝＝4m 一個(gè)周期的位移為8m，最后1s的位移為：3m 83 秒內(nèi)物體的位移大小為： x_總＝20×8＋4＋3=167m 第83s末的速度v=v₁－a₂t＝2m/s由動(dòng)能定理得：W_F－μmg x＝mv²所以　W_F＝μmg x＋mv²＝0.1×4×10×167＋×4×2²＝676J【備考提示】：本題涉及牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)以及運(yùn)動(dòng)定理的應(yīng)用，求解本題的關(guān)鍵是認(rèn)真分析物理過(guò)程，主要考查分析、推理和綜合能力。