题目内容


一长木板在水平面上运动,t=0时刻,木板速度v0=5m/s,此时将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,经过t1=0.5s达到相同速度。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.20,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:

(1)当物块和木板刚好达到共同速度时,木板的速度;

(2)木板与地面间的动摩擦因数

(3)当物块和木板都停止时,物块相对于木板的位移的大小


(1)木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度v1为止,历时t=0.5s。

对木块:由牛顿运动定律得:μ1mg=ma1 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(3分)

由匀变速度运动规律得:v1=a1t ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)

解得:v1=1m/s ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)

(2)t=0到t=t1时间间隔内,木板的加速度为a2

对木板:由匀变速度运动规律得:a2=(v0- v1)/t1┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)

由牛顿运动定律得:(μ1+2μ2)mg=ma2 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅(2分)

解得:μ2=0.30 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)

(3)在t1时刻后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动。若物块与木板以共同速度运动,其加速度为a,由牛顿运动定律得:2μ2mg=2ma,解得a=3m/s2

μ1mg小于ma所以物块和木板不能共速运动,物块受摩擦力方向将变化┅┅┅(2分)

设物块和木板的加速度大小分别为a1’和a2’,

则由牛顿第二定律,对物块:μ1mg=m a1’ ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)

对木板:2μ2mg-f=ma2’ ┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)

由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为:

s1= ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)

s2=t1+ ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)

物块相对于木板位移的大小为s= s2- s1

s=1.125m┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅(1分)


练习册系列答案
相关题目

某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时, 发现实验台上有以下器材:

待测电源(电动势约为4V,内阻约为2Ω)

定值电阻R0  ,阻值约为3Ω

电压表两块(有5V、15V两个量程,5V量程内阻约3KΩ)

电流表(内阻约为1Ω,量程0.6A)

滑动变阻器A(0~20Ω,3A)

滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A)

电键一个,导线若干。

该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时精确测出定值电阻R0的阻值,设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值. 其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据,并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。

根据题中所给信息解答下列问题:

①在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________,滑动变阻器应选择_________(填器材代号“A”或“B”);

②在坐标纸上作图线时,用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴用_________表示,纵坐标轴用__________表示;用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。(填“U1、U2、I”或由它们组成的算式)

③ 若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0的值________其真实值,电源电动势E的测量值________其真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)

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