选择题6.0分
物理

2.如图1所示,水平地面上有一静止平板车,车上放一质量为m的物块,物块与平板车的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v-t图像如图2所示。g取10m/s2,平板车足够长,则物块运动的v-t图像为( )

A

B

C

D

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

根据速度与时间的图象的斜率表示加速度,则有车先以

的加速度匀加速直线运动,后以的加速度匀减速直线运动,根据物体与车的动摩擦因数可知,物体与车的滑动摩擦力产生的加速度为

根据受力分析,结合牛顿第二定律,则有:当时,物体的速度为

车的速度大于物体,因此物体受到滑动摩擦力为动力,物体还要加速,当达到8s时,物体的速度与车的速度相等, ,在8s以后,车处于减速阶段,由于车减速的加速度值大于物体的加速值,此时物体受到滑动摩擦力为阻力,物体一直减速到速度为0,其加速度为

,则物体减速到0的时间为,即物体在16s末减速到0,故C正确,ABD错误;故本题选C

考查方向

图象的应用,牛顿第二定律的应用。

解题思路

先由车的图象求出车加速阶段的加速度,与减速阶段的加速度,物体最初速度小于车的速度,所以物体先加速,当物体的速度与车的速度相等时,比较物体的加速度与车的加速度,由于速度相等时,车处于减速阶段且车的加速度大于物体的加速度,所以车减速的快,从速度达到相等时刻起,物体就做减速运动至到速度减速为0,求出其减速的时间,结合图象判断解答。

易错点

关键分析出物体的速度与车的速度何时相等时,速度相等后物体所受的摩擦力的方向如何,从而准确判断出物体的运动状态。

知识点

匀变速直线运动的图像 牛顿第二定律