质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的
问题描述:
质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示.取重力加速度g=10m/s2,
(1)物体在F作用下什么时候开始运动?
(2)则物体在t=0到t=6s这段时间内的位移大小为多少?
答
(1)最大静摩擦力fmax=μmg=0.2×20=4N当拉力大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动,
所以在t=2s时才开始运动.
(2)2~4 s时:F>fmax,物体由静止开始做匀加速直线运动,a=
=F−f m
=1m/s2,4s末的速度v=at=1×2=2 m/s,6−4 2
位移x1=
at2=1 2
×1×4=2 m,1 2
4~6 s时:a′=
=F−f m
=−1m/s2. 6s末的速度v′=v+a′t=2-1×2=0,2−4 2
4~6 s过程中的位移x2=
t=v 2
×2=2m2 2
则物体的总位移是x=x1+x2=2+2=4 m.
答:(1)物体在F作用下在t=2s时开始运动;(2)物体在t=0到t=6s这段时间内的位移大小为4m.