题目内容
如图所示,上表面光滑,长度为3m、质量M=10kg的木板,在F=50N的水平拉力作用下,以v0=5m/S的速度沿水平地面向右匀速运动。现将一个质量为m=3kg的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端,当木板运动了L=1m时,又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端,以后木板每运动lm就在其最右端无初速地放上一个同样的小铁块。(g取10m/s2)求
(1)木板与地面间的动摩擦因数。
(2)刚放第三个铁块时木板的速度。
(3)从放第三个铁块开始到木板停下的过程,木板运动的距离。
解:(1)木板做匀速直线运动时,受到地面的摩擦力为f
由平衡条件得
①
②
联立并代入数据得
③
(2)每放一个小铁块,木板所受的摩擦力增加
令刚放第三块铁块时木板速度为,对木板从放第一块铁块到刚放第三块铁块的过程,由动能定理得
④
联立代入数据得
⑤
(3)从放第三个铁块开始到木板停下之前,木板所受的摩擦力均为
从放第三个铁块开始到木板停下的过程,木板运动的距离为x,对木板由动能定理得
⑥
联立并代入数据得
⑦
评分标准:②式2分,④式5分,⑥式4分,其余每式1分。
若按牛顿运动定律结合运动学公式求解,可参照如下评分标准。
(2)每放一个小铁块,木板所受的摩擦力增加。
设木板上放上一个、两个小铁块时,木板的加速度分别为、,刚放第二块铁块、第三块铁块时木板的加速度分别为、,由牛顿运动定律及运动学公式可得
①
②
③
④
(3)从放第三个小铁块开始到木板停下之前,木板所受的摩擦力均为。
设木板上放上三个小铁块时,木板的加速度为,从放第三个小铁块到木板停下时,木板移动的距离为
⑤
从放第三个小铁块到木板停下时,木板移动的距离为
⑥
评分标准:①②⑥每式2分,⑤式3分,其余每式1分。