题目内容

【题目】10 个同样的扁长木块一个紧挨一个地放在水平地面上,如图。每个木块的质量 m=0.4kg,长 L=0.50m.它们与地面间的静摩擦和动摩擦系数均为μ2=0.10.原来 木块处于静止状态,左方第一个木块的左端上方放一质量为 M=1.0kg 的可视为质点的小铅块,它与 木块 间的 静摩擦和动 摩擦 系数均μ1=0.20 .现突 然给 铅块 一向 右的 初速度 v0=4.4m/s,使其在大木块上滑行.试确定铅块最后的位置是落在地上还是停在某个木块 上,如果是停在某个木块上,请指出是哪个木块 ,并求 出在该木块上 的位 置.取重力加速度 g=l0m/s2.最后计算结果可用分数表示。

【答案】M停在第10个木板上,距其左端m处,以后二者共同减速为0

【解析】

铅块在木块上滑行时,当铅块对木块的滑动摩擦力等于木块所受的最大静摩擦力时,恰好能带动它右面的木块一起运动,应用牛顿第二定律与运动学公式分析答题.

M受摩擦力fM=μ1Mg=20N,对木板作用力fM′=fM=2.0N,

令还有k个木板时,木板开始运动,木板竖地面摩擦力f地=μ2(M+km)g

fM′>f地

得2.0>0.1×(1.0+k×0.4)×10

得:k=2

阶段一:

M滑过8个木板,M速度变为v

aM=

得:m/s

阶段二:

M滑过9个木板,令M速度变为vM,木板速度变为vm,

aM=2.0m/s2,

am=

,

,

,

得:=L

得:,

得:t=s

;

阶段三:

M在第10个木板上

aM=2.0m/s2,

Am′=

达共速 ;

;

得:

得:s

;

;

△L=

得:△L=

即△L=,假设成立;

即M停在第10个木板上,距其左端m处,以后二者共同减速为0.

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