题目内容
【题目】如图所示,质量M=8kg的长木板A放在水平光滑的平面上,木板左端受到水平推力F=8N的作用,当木板向右运动的速度达到时,在木板右端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块B,放上小物块0.6s后撤去F,小物块与木板间的动摩擦因数,木板足够长,取.求:
(1)放上小物块后撤去F前,长木板与小物块的加速度;
(2)撤去F后,二者达到相同速度的时间;
(3)整个过程系统产生的摩擦热(结果保留两位有效数字).
【答案】(1);(2)0.24s;(3)2.8J.
【解析】试题分析:(1)对车和物体受力分析,由牛顿第二定律可以求得加速度的大小;
(2)有推力F时,车和物体都做加速运动,由速度公式可以求得撤去力F时两者各自的速度;撤去力F后车减速,物体继续做加速运动,由速度公式可以求得两者达到相同速度时的时间;(3)由位移公式求出各自的位移,然后由摩擦力产生热量的公式即可求出.
(1)分别对小车和物体受力分析,由牛顿第二定律可得,
物块的加速度:
小车的加速度:
代入数据解得:
(2)撤去力F时车的速度:
物块的速度:
B的速度小于A的速度,可知B继续做加速运动,此时A在水平方向只受到摩擦力
则:
速度相等时: ,
代入数据解得:t=0.24s;
(3)该时间A的位移:
B的位移:
产生的热量:
联立得:Q=2.8J
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