如图所示,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处.现用大小F=30N的水平拉力拉此物体,经t0=2S拉至B处.已知A、B间距L=20m,已知g=10m/S2,求:
(1)物体与地面间的动摩擦因数;
(2)为了使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求力F作用的最短时间t;
(3)有些同学觉得:要使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,力F的大小和最短作用时间t之间存在一定的关系.某同学猜想:力F越大,所用时间t越短,故二者之间成反比关系.请你用所学物理知识判断该同学所得结论是否正确.
网友回答
解:(1)物体在水平地面上从A向B点做匀加速过程中,可知:
对物体进行受力可得:
F-f=ma1??
N=mg?? 且f=μN?????????
解得:μ=0.5??????
(2)对物体在加速阶段:F-f=ma1??
且??v=a1t
在减速阶段:f=ma2
且0-v2=-2a2x2????????
又知,L=x1+x2
解得:t=s???????????
(3)该同学结论错误,根据物理知识可得:二者不成反比关系
答:(1)物体与地面间的动摩擦因数为0.5;
(2)力F作用的最短时间为s;
(3)不正确.
解析分析:(1)物体在水平地面上从A向B点做匀加速运动,根据位移时间公式求得加速度,根据牛顿第二定律求解动摩擦因数;
(2)当力作用时间最短时,物体先加速后减速到零,根据牛顿第二定律求出匀加速阶段和匀减速阶段的加速度大小,抓住匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,初末速度为零,运用运动学公式求出时间.
(3)根据第二问求出F与t的函数关系式即可判断.
点评:本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能正确进行受力分析,抓住位移之间的关系求解,难度适中.