题文
如图所示,光滑水平面上的O处有一质量为m=2kg物体.物体受到两个水平力的作用,F1=4N,F2=(2+2x)N,x为物体相对O的位移.物体从静止开始运动,问:
(1)当位移为x=0.5m时物体的加速度多大?
(2)在何位置物体的加速度最大?最大值为多少?
(3)在何位置物体的速度最大?最大值为多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)当x=0.5m时,F2=(2+2×0.5)N=3N

F1-F2=ma
a=F1-F2m=4-32m/s2=0.5m/s2
(2)物体所受的合外力为F合=F1-F2=[4-(2+2x)]N=(2-2x)N
作出F合-x图如右图所示:

从图中可以看出,当x=0时,物体有最大加速度a0,
F0=ma0
a0=F0m=22m/s2=1m/s2
当x=2m时,物体也有最大加速度a2.
F2=ma2
a2=F2m=-22m/s2=-1m/s2
负号表示加速度方向向左.
(3)当物体的加速度为零时速度最大.从上述图中可以看出,当x=1m时,a1=0,速度v1最大.
从x=0至x=1m合外力所做的功为w合=12F0x=12×2×1J=1J
根据动能定理,有EK1-0=w合=12mv12=1J
所以当x=1m时,物体的速度最大,为v1=
答:(1)当位移为x=0.5m时物体的加速度0.5m/s2
(2)当x=0时,物体有最大加速度为1m/s2
当x=2m时,物体也有最大加速度为1m/s2
(3)当x=1m时,物体的速度最大为1m/s.
解析
F1-F2m
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,光滑水平面上的O处有一质量为m.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





