题目内容

在粗糙的水平面上放置质量M=4kg、长d=5.4m的L型木板a,在木板的右端放置着质量为m=1kg的物块b(b的大小不计),如图所示,木板a与水平面的动摩擦因数,物块b与木板上表面的接触是光滑的,现在木板右端对木板a施加一水平向右、大小 F=18N的拉力,使其从静止开始运动,经过时间2s将拉力F撤去。已知物块b与木板a的挡板发生的是短暂弹性碰撞。重力加速度g取10m/s2。求:

(1)在2s时间内木板滑行的距离;

(2)物块与木板即将碰撞时,木板a的速度为多大?

(3)当木板停止运动时,物块是否滑离木板?

(1)4m(2)3m/S(3)木板a停止时,物块b仍在木板上


解析:

(1)设木板的加速度为

根据牛顿运动定律得

   

       解得       2分

       内木板滑行的位移为

          2分

       所以木板滑的距离为4m

   (2)撤去F后,设木板的加速度为 

则由牛顿运动定律可得

撤去F时,木板的速度为

   1分

从撤去F到物块即将与木板碰撞,木板继续滑行的距离为

   1分

木板滑行时的速度为

   2分

   (3)a、b发生弹性碰撞,

设碰撞后它们的速度分别为,则

          1分

           1分

       解得:   1分

          1分

       设木板从碰撞到停下时,物块并没有滑离木板,木板在这个过程中发生位移为

       经历的时间为,则

          1分

          1分

       在时间内,物块b发生的位移为

          1分

       因为   1分

       所以木板a停止时,物块b仍在木板上

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