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物块A的质量为m=2.0kg,放在水平面上,在水平力F作用下由静止开始做直线运动...

物块A的质量为m=2.0kg,放在水平面上,在水平力F作用下由静止开始做直线运动,水平力F随物块的位移s变化的规律如图所示.最后,物块停在距出发点s=28m处.
(1)试分段说明物块A的运动情况及加速度情况;
(2)求物块开始运动后t=5s末速度的大小.

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(1)根据图象知道:撤去拉力后物块运动了5m停住,根据动能定理求出物块所受的摩擦力大小,根据拉力与摩擦力大小关系,分析物块的运动情况,根据牛顿第二定律求解加速度. (2)根据运动学公式求出物块运动位移为12m所用的时间,再分析5s末物块的运动状态,由运动学公式求出5s末物块的速度. 【解析】 (1)由图分析:撤去拉力后物块运动了5 m站住,说明物块在水平方向除受拉力F外,还受摩擦阻力作用. 设:物块所受阻力为f,拉力做功为W,阻力做功为Wf,根据图中数据及动能定理,在0-28 m过程中,有W1+W2-Wf=△Ek 代入数据,有8×12+4×11-f×28=0   解得F=5N 故可知物块在0-12 m内做匀加速直线运动,加速度为a1==1.5 m/s2 物块在12 m-23 m内做匀减速直线运动,加速度为a2==-0.5 m/s2 在23 m-28 m内已撤去拉力,物块在摩擦力作用下做匀减速直线运动,加速度为a3==-2.5 m/s2 (2)物块在0-12 m内v=0,s1=12 m,由s1=a1t12 解得t1=4s  由:v4 =a1t1,解得4 s末物块的速度为  v4=6 m/s  物块从12m运动到23m所用时间为t2,由s2=v4t2+a2t22 即:11=6×t2-×0.5×t 解出为 t2=2s 故5s末,物块的速度为v5=v4+a2(t-t1)  代入数据,有 v5=6+(-0.5)×(5-4)m/s =5.5 m/s 答:(1)物块在0-12 m内做匀加速直线运动,加速度为1.5 m/s2,物块在12 m-23 m内做匀减速直线运动,加速度为-0.5 m/s2,在23 m-28 m内已撤去拉力,物块在摩擦力作用下做匀减速直线运动,加速度为-2.5 m/s2; (2)物块开始运动后t=5s末速度的大小为5.5 m/s
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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