Question

圖（1）表示用水平恒力F拉動水平面上的物體，使其做勻加速運動．當改變拉力的大小時，相對應的勻加速運動的加速度a也會變化，a和F的關系如圖（2）所示．
（1）該物體的質量為多少？
（2）在該物體上放一個與該物體質量相同的砝碼，保持砝碼與該物體相對靜止，其他條件不變，請在圖2的坐標上畫出相應的a--F圖線．
（3）由圖線還可以得到什么物理量？（要求寫出相應的表達式或數值）

Answer 1

分析：根據物理情境對物體進行受力分析，運用牛頓第二定律找出a和F的關系式．
通過a和F的關系圖象找出圖線的斜率再與物理表達式結合起來解決問題．
從圖象中找出截距結合a和F的關系式，求出未知量．

解答：解：（1）對物體進行受力分析，物體受重力、支持力、水平向右的拉力、水平向左的摩擦力，
運用牛頓第二定律得：
F_合=F-f=ma
F-μmg=ma，a=

1

m

F-μg
由a和F的關系圖象結合a和F的關系式得：
斜率k=

1

m

=2，所以m=0.5kg；
（2）在該物體上放一個與該物體質量相同的砝碼，保持砝碼與該物體相對靜止，其他條件不變，整個研究對象的質量就是1kg，那么新的a和F的關系圖象斜率就是1，該圖象還過（2，0）和（4，2），圖象如下圖：

（3）根據第一種情況下a和F的關系圖象過（2，2），代入a=

1

m

F-μg中得到：μ=0.2
答：（1）該物體的質量為0.5kg；
（2）見上圖
（3）由圖線還可以得到物體與地面動摩擦因素為0.2．

點評：本題是應用牛頓運動定律求解的圖象類問題，此類問題求解的關鍵是，要根據圖象的特點，把數學圖象與物理結合起來進行研究，主要的是研究直線的斜率和截距．