题目内容
【题目】如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,长为L=2m,木板右端放着一小滑块,现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a-F图象如图乙所示,已知木板与地面的滑动摩擦因数μ2=0.1,取g=10m/s2,求:
(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数μ1;
(2)木板的质量M和小滑块的质量m;
(3)若水平恒力F=29N,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间t为多长
【答案】(1) 0.4 (2) M=4kg m=1kg (3) 2s
【解析】(1)由图乙可知,当恒力F≥25N时,小滑块与木板将出现相对滑动。
以小滑块为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得:1=0.4
(2)以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有
则
结合图像可得:
解得:M=4kg m=1kg
(3) 设m在M上滑动的时间为t,当水平恒力F=29N时,滑块的加速度为 而滑块在时间t内的位移
木板的加速度为
而木板在时间t内的位移为
由题可知: 联立解得
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