题目内容
【题目】如图所示,水平桌面上质量为m的薄木板右端叠放着质量也为m的小物块,木板长为L,整体处于静止状态.已知物块与木板间的动摩擦因数为,木板与桌面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.
(1)若使木板与物块一起以初速度v0沿水平桌面向右运动,求木板向右运动的最大距离S0;
(2)若对木板施加水平向右的拉力F,为使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动,求拉力F应满足的条件;
(3)若给木板施加大小为、方向沿水平桌面向右的拉力,经过时间t0,撤去拉力F,此后运动过程中小物块始终未脱离木板,求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功W.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)对木板和木块组成的系统,由动能定理得:
解得:
(2)设木板和木块组成的系统一起向右滑动的最小拉力为Fmin,最大拉力为Fmax
则:
对系统:
对物块:
解得:
要使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动,则
(3)由于,所以,木块与木板之间发生相对滑动
木块的加速度:
撤去拉力F时木块的速度:
对木板:
得:
撤去拉力F时木板的速度:
撤去拉力F后加速度:
设撤去拉力F后,再经过时间t1,木块与木板达到共同速度v,之后再经过时间t2,木板停止滑行.
则:
得: ;
达到共同速度后: ;加速度:
木板运动的位移:
木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功:
【题目】某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验:
(1)甲同学在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到数据如下表所示
实验次数 | 物体质量m(kg) | 物体的加速度a(m/s2) | 物体质量的倒数1/m(1/kg) |
1 | 0.20 | 0.78 | 5.00 |
2 | 0.40 | 0.38 | 2.50 |
3 | 0.60 | 0.25 | 1.67 |
4 | 0.80 | 0.20 | 1.25 |
5 | 1.00 | 0.16 | 1.00 |
①根据表中的数据,在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出图象
②由a﹣ 图象,你得出的结论为
③物体受到的合力大约为(结果保留两位有效数字)
(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示,则该图象中图线不过原点的原因是: , 小车的质量为kg.(保留两位有效数字)