题目内容
【题目】如图所示,质量为m=5kg的长木板B放在水平地面上,在木板的最右端放一质量也为m=5kg的物块A(可视为质点)。木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.3,物块与木板间的动摩擦因数μ2.=0.2,现用一水平力F=60N作用在木板上,使木板由静止开始匀加速运动,经过t=1s,撤去拉力,设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,求:
(1)拉力撤去时,木板的速度vB;
(2)要使物块不从木板上掉下,木板的长度L至少为多大;
(3)在满足(2)的条件下,物块最终将停在右端多远处。
【答案】(1)VB=4m/s;(2)L=1.2m;(3)d=0.48m
【解析】
对整体运用牛顿第二定律,求出加速度,判断物块与木板是否相对滑动,对物块和系统分别运用动量定理求出拉力撤去时,长木板的速度;从撤去拉力到达到共同速度过程,对物块和长木板分别运用动量定理求出撤去拉力后到达到共同速度的时间t1,分别求出撤去拉力前后物块相对木板的位移,从而求出木板的长度对木板和物块,根据动能定理求出物块和木板的相对位移,再由几何关系求出最终停止的位置.
(1)若相对滑动,对木板有:,
得:
对木块有,
所以木块相对木板滑动
撤去拉力时,木板的速度,
(2)撤去F后,经时间t2达到共同速度v;由动量定理
,
可得,v=2.4m/s
在撤掉F之前,二者的相对位移
撤去F之后,二者的相对位移
木板长度
(3)获得共同速度后,对木块,有,
对木板有
二者的相对位移
木块最终离木板右端的距离
【题目】(6分)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l |
B.木板的质量m1 |
C.滑块的质量m2 |
D.托盘和砝码的总质量m3 |
E.滑块运动的时间t
滑块与木板间的动摩擦因数= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).