题目内容
如图所示,水平地面上一个质量M="4.0" kg、长度L="2.0" m的木板,在F="8.0" N的水平拉力作用下,以v0="2.0" m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将质量m="l.0" kg的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端。
(1)若物块与木板间无摩擦,求木板的加速度及物块离开木板所需的时间;
(2)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动。(结果保留二位有效数字)
(1)0.50 m/s2;1.2 s.(2)4.0 s
解析试题分析:(1)未放物块之前,木板做匀速运动.因此木板与地面之间的动摩擦因数
μ == 0.20
若物块与木板间无摩擦,物块放在木板上后将保持静止.木板水平方向受力如图1所示,它将做匀减速直线运动,设其加速度的大小为a1.
a1 ==" 0.50" m/s2
设物块经过时间t离开木板. 木板在这段时间内的位移 L = v0t-a1t2
解得:,
即 t =" 1.2" s或6.8 s
(其中t =" 6.8" s不合题意舍去)
(2)若物块与木板间的动摩擦因数也为μ,则物块放在木板上后将做匀加速运动,设物块的加速度的大小为a2.
μmg = ma2
木板水平方向受力如图所示,它做匀减速直线运动,设其加速度的大小为a3.
μ (M+m) g + μmg-F = Ma3
设经时间tⅠ,物块与木板速度相等,此时它们的速度为v,此过程中木板的位移为s1,物块的位移为s2.
v = v0-a3tⅠ
v = a2tⅠ
s1 = v0tⅠ-a3tⅠ2
s2 =a2tⅠ2
可求a2 =μg =" 2.0" m/s2
a3 ="1.0" m/s2
v =m/s,s1 =m,s2 =m
解得 tⅠ=s,
因为s1-s2< L,所以物块仍然在木板上.之后,它们在水平方向的受力如图所示,二者一起做匀减速直线运动,设它们共同运动的加速度的大小为a4.
μ (M+m) g-F =" (M+m)" a4
设再经过时间tⅡ,它们停止运动.
0 = v-a4tⅡ
tⅡ=s
t总 = tⅠ+ tⅡ=" 4.0" s
因此将物块放在木板上后,经过 4.0 s木板停止运动.
考点:此题为运动和力的综合题目,考查牛顿定律及运动公式的应用问题,要求有较高的逻辑思维能力和灵活运用知识的能力。
A、加速度 | B、质点 | C、力的单位牛顿 | D、重力势能 |
A、速度变化量的大小可能是6m/s | B、速度变化量的大小可能是4m/s | C、速度变化量的方向可能与初速度的方向相同 | D、速度变化量的方向一定与初速度的方向相同 |
以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是( )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性 |
B.爱因斯坦提出的狭义相对论的两个假设的内容到目前为止都没有经过实验验证其正确性,一直都只是两个假设 |
C.研究光的偏振现象可以类比机械波中的横波的波动特点说明光是横波 |
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移,这里采用了微元法 |
下列说法正确的是( )
A.加速度的单位是m/s2,由公式可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的 |
B.体积大的物体也可能当作质点 |
C.力做功有正功和负功因此功是矢量 |
D.加速度是描述位置变化快慢的物理量 |
下列物理量的单位属于国际单位制基本单位的是
A.安培 | B.牛顿 | C.伏特 | D.特斯拉 |
物理公式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。现有物理量单位:m(米)、s(秒)、C(库)、A(安)、V(伏)、F(法)、T(特)和Wb(韦伯),由它们组合成的单位与力的单位N(牛)等价的是
A.V·C/s | B.C/F·s | C.T·s·C/ m | D.Wb·A/m |