例1 粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图甲、乙所示.取重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)前2 s内物体运动的加速度和位移;
(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ.
【解析】 (1)由v t图象可知,前2 s内物体运动的加速度为a== m/s2=2 m/s2
前2 s内物体运动的位移为x=at2=×2×22 m=4 m.
(2)物体受力如图所示.
对于前2 s,由牛顿第二定律得F1-Ff=ma,其中Ff=μmg
2 s后物体做匀速直线运动,由二力平衡条件得F2=Ff
由F t图象知F1=15 N,F2=5 N
代入数据解得m=5 kg,μ=0.1.
【答案】 (1)2 m/s2 4 m (2)5 kg 0.1
(1)分清图象的类别:分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义和反映的物理过程,会分析临界点.
(2)注意特殊点的应用:图线与横坐标轴、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等,往往都代表着物体特殊的情景和状态,要充分利用.
(3)把图象与具体的题意、情景结合起来,利用斜率、特殊点、面积等的物理意义,获取从图象中反馈出来的间接信息.这些信息往往是解题的突破口或关键点.