在粗糙水平面上静放着一个质量为m的物体,已知该物体与水平面之间的动摩擦因数为μ(计算时设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).现

问题描述:

在粗糙水平面上静放着一个质量为m的物体,已知该物体与水平面之间的动摩擦因数为μ(计算时设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).现沿某一水平方向对该物体施加一个量值变化的力F,其量值可能是①F=0且历时t0; ②F=μmg且作用时间t0; ③F=2μmg且作用时间t0.若此外力F按以下顺序施加在物体上,则使该物体在3t0时间内所发生的位移最大的情况是(  )
A. ①②③
B. ②①③
C. ①③②
D. ③②①
1个回答 分类:物理 2014-11-29

问题解答:

我来补答
根据拉力与摩擦力的关系,可以判断物体的运动状态:
∵拉力小于等于最大静摩擦力时,物体将保持静止.
∴无论是(1)还是(2)在前,物体在力的作用时间内都将保持静止;
A、物体前2t0时间内保持静止,最后1个t0时间内做加速度a=
2μmg-μmg
m=μg的匀加速运动,位移为x=
1
2μgt02
B、物体前2t0时间内保持静止,最后1个t0时间内做加速度a=
2μmg-μmg
m=μg的匀加速运动,位移为x=
1
2μgt02
C、物体在第1个t0内静止,第2个t0内物体做加速度a=
2μmg-μmg
m=μg的匀加速运动,位移为x=
1
2μgt02,最后一个t0内拉力等于滑动摩擦力物体以第2个t0的末速度为初速度做匀速直线运动位移x′=μgt0×t0=μgt02,则总位移为X=
3
2μgt02
D、物体在1个t0内做加速度a=
2μmg-μmg
m=μg的匀加速运动,位移为x1=
1
2μgt02,第2个t0内由于拉力等于滑动摩擦力物体做初速度为μgt0匀速直线运动,位移x2=μgt0×t0=μgt02,第3个t0内由于拉力等于0,物体在滑动摩擦力作用下做加速度大小为a=
μmg
g=ug的匀减速直线运动,初速度为μgt0,位移x3=
0-(μgt0)2
2×(-μg)=
1
2μgt02,则总位移为:X=x1+x2+x3=2μgt02
∴物体在3t0时间内位移最大的为D选项的排列,最大位移为2μgt02.
故选D.
 
 
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