题目

泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流。泥石流流动的全过程虽然只有很短时间，但由于其高速前进，具有强大的能量，因而破坏性极大。某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究，他们设计了如图甲所示的模型：在水平地面上放置一个质量为m＝4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移变化如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g＝10 m/s2.则： （1） 物体在运动过程中的最大加速度为多少？ （2） 在距出发点多远处，物体的速度达到最大？ （3） 物体在水平面上运动的最大位移是多少？ 答案： 解：当推力F最大时，加速度最大，由牛顿第二定律，得Fm−μmg=mam可解得am=15m/s2 解：由图象可知，F随x变化的函数方程为F=80−20x速度最大时，合力为0，即F=μmg所以x=3m 解：位移最大时，末速度一定为0，由动能定理可得WF−μmgs=0由图象可知，力F做的功为WF=12Fmxm=12×80×4=160J所以s=8m

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