题目内容

8.一长木板静止在水平地面上,在t=0时刻,一小滑块以某一速度滑动木板上表面,经过2s滑块和木板同时停下,滑块始终在木板上,木板运动的速度随时间变化的图象如图所示,已知木板和滑块的质量均为0.1kg,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,根据图象信息解答下面问题
(1)求出木板和滑块间的动摩擦因数
(2)滑块刚滑到木板上时的速度多大?
(3)求整个过程中滑块和木板之间产生的热量.

分析 (1)根据图象,得出木板加速时的加速度和减速时的加速度,然后结合牛顿第二定律即可求出摩擦因数;
(2)对滑块进行受力分析,求出加速度,然后结合运动学的公式,并且根据木板的速度最大时是两者速度相等即可求出;
(3)1s后二者速度相等,没有相对运动,所以求出二者在第一秒内的位移差,然后根据Q=fs相对即可求出.

解答 解:(1)由图象求得0-1s木板加速度大小
a1=1m/s2 
1-2s木板与滑块整体加速度大小
a2=1m/s2 
木板与地面间摩擦力大小
F=2ma2=0.2N  
设木板和滑块间的动摩擦因数为μ,在0-1s内:μmg-F=ma1
代入数据解得:μ=0.3
(2)滑块在滑上木板0-1s过程中:μmg=ma
由图可知,当t=1s时,二者的速度相等,即:v0-at=v
联立解得:v0=4m/s
(3)由图象可知,第一秒内木板与滑块之间有相对滑动,木板位移:
${s}_{木}=\frac{0+1}{2}×1=0.5$ 
滑块的位移:${s}_{滑块}=\frac{4+1}{2}×1=2.5$m
设滑块和木板之间产生的热量为Q,Q=μmg(s滑块-s木)
代入数据解得:Q=0.6J
答:(1)木板和滑块间的动摩擦因数是0.3;(2)滑块刚滑到木板上时的速度是4m/s;(3)整个过程中滑块和木板之间产生的热量是0.6J.

点评 该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,要清楚木板的速度最大时是两者速度相等时,两者间的距离可根据受力分析和运动学基本公式求解,难度适中.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网