题目内容
【题目】如图所示,有两个高低不同的水平面,高水平面光滑,低水平面粗糙.一质量为5kg、长度为2m的长木板靠在高水平面边缘A点,其表面恰好与高水平面平齐,长木板与低水平间的动摩擦因数为0.05,一质量为1kg可视为质点的滑块静止放置,距A点距离为3m,现用大小为6N、水平向右的外力拉小滑块,当小滑块运动到A点时撤去外力,滑块以此时的速度滑上长木板.滑块与平板车间的动摩擦因数为0.5,取g=10m/s2 . 求:
(1)滑块滑动到A点时的速度大小;
(2)滑块滑动到长木板上时,滑块和长木板的加速度大小分别为多少?
(3)通过计算说明滑块能否从平板车的右端滑出.
【答案】(1)6m/s(2)5m/s2 ,0.4m/s2(3)小滑块滑出长木板右端
【解析】(1)设m、F分别为滑块的质量和受到的拉力,a是滑块的加速度,v即是滑块滑到A点时的速度大小, 是滑块在高水平面上运动位移,则根据牛顿第二定律有: ,根据运动学公式有: ,联立方程带入数据解得: 。
(2)设中M为长木板的质量, 分别是此过程中滑块和长木板的加速度, 分别是滑块与长木板间和长木板与低水平面间的动摩擦因数,则根据牛顿第二定律有:对滑块有: ,带入数据解得:
对长木板有: ,带入数据解得: 。
(3)设小滑块不滑出长木板,从小滑块滑上长木板到两者相对静止所用时间为
则: ,带入数据解得: ,则此过程中小滑块的位移为:
长木板的位移为: , ,式中为长木板的长度,所以小滑块滑出长木板右端。
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