题目内容
【题目】如图所示,一长木板B的质量M=4kg,静止在光滑水平地面上。现有一质量m=1kg的小滑块A以v0=3m/s的初速度向右滑上长木板,同时对滑块施加一个大小F=2N的水平向右的恒定拉力。当木板与滑块的速度达到相等的瞬间,木板恰好碰到右方的固定挡板P并立刻停止运动,滑块继续运动一段时间后停在木板上。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)木板右端与挡板P之间的初始距离d。
(2)整个过程滑块和木板组成的系统克服摩擦力做的功。
【答案】(1)0.5m(2)7J
【解析】(1)A、B间的滑动摩擦力
f=μmg=4N ①
F<f,可知A做匀减速运动,经时间t与B速度达到相等,有
f-F=ma1②
v=v0-a1t③
B做匀加速运动,经时间t,有
f=Ma2④
v=a2t⑤
d=a2t2⑥
代入数据解得木板右端与挡板P之间的初始距离 d=0.5m ⑦
(2)木板停下后,A继续做匀减速运动至停下,A全过程相对于地面的位移为xA,有
v02=2a1xA⑧
整个过程系统克服摩擦力做的功Wf=f(xA-d)⑨
代入数据解得Wf=7J ⑩
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