1.如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接。图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。其中正确的是( )
【解析】选C。物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用,其摩擦力大小为Ff1=μmg cos θ,物体做初速度为零的匀加速直线运动,其vt图像为过原点的倾斜直线,at图像为水平直线,故A、B错;物体的xt图像应为两段曲线,D错;物体到达水平面后,所受摩擦力Ff2=μmg>Ff1,做匀减速直线运动,所以正确选项为C。
2.(多选)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g取10 m/s2。下列选项中正确的是( )
A.2~3 s内物块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,恒力F反向
C.恒力F大小为10 N
D. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
【解析】选B、D。物块匀减速直线运动的加速度大小为:a1== m/s2=10 m/s2,匀加速直线运动的加速度大小为:a2== m/s2=4 m/s2,根据牛顿第二定律得:F+f=ma1,F-f=ma2,联立两式解得:F=7 N,f=3 N,则动摩擦因数为:μ==0.3,故C错误,D正确;物体匀减速直线运动的时间为:t1== s=1 s,即在0~1 s内做匀减速直线运动,1 s后恒力F反向,做匀加速直线运动,故B正确,A错误。
3.(多选)如图甲所示,用一个沿水平方向的力F推放在粗糙程度相同的水平面上的物块,在推力F从一较大值开始不断减小的过程中,物块的加速度也不断变化。图乙为物块运动加速度a随推力F变化的aF图像,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g取10 m/s2,以下说法正确的是( )
A.物块的质量为2 kg
B.物块与水平面间的动摩擦因数为0.4
C.当推力F减小为10 N时,物块的速度最大
D.当推力F减小为0时,物块的速度为零
【解析】选B、C。由物块运动过程中的加速度a随推力F变化的图像可知,当推力F=10 N时,加速度为零,运用牛顿第二定律可得F-μmg=0;当F=0时,加速度a=-4 m/s2,运用牛顿第二定律,-μmg=ma,联立解得μ=0.4,m=2.5 kg。即物块与水平面间的动摩擦因数为0.4,物块的质量为2.5 kg,选项A错误,B正确;用一个很大的水平力推物块,并且推力不断减小,物块做加速度逐渐减小的加速运动,当推力F减小为10 N时加速度为零,物块的速度最大,选项C正确;当推力F减小为0时,物块做减速运动,物块的速度不为零,选项D错误。