题目内容
如图,可看作质点的小物块放在长木板正中间,已知长木板质量为M=4kg,长度为L=2m,小物块质量为m=1kg,长木板置于光滑水平地面上,两物体皆静止。现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上,发现只有当F超过2.5N时,才能让两物体间产生相对滑动。设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度g=10m/s2,试求:
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(1)小物块和长木板间的动摩擦因数。
(2)若一开始力F就作用在长木板上,且F=12N,则小物块经过多长时间从长木板上掉下?
(1)μ=0.2 (2) t=2s
【解析】
试题分析:(1)设两物体间的最大静摩擦力为f,当F=2.5N作用于m时,对整体由牛顿第二定律有:
①
对M,由牛顿第二定律
②(
由①②可得f=2N
小物块竖直方向上受力平衡,所受支持力N=mg,由摩擦力性质f=μmg
得μ=0.2 ③(1分)
(2) F=12N作用于M时,两物体发生相对滑动,设M、m加速度分别为a1、a2,
对M,由牛顿第二定律
④
得a1=2.5m/s2
对m,由牛顿第二定律
⑤
得a2=2m/s2
由匀变速直线运动规律,两物体在t时间内位移为
⑥
⑦
m刚滑下M时
⑧由⑥⑦⑧得t=2s
评分说明:(1)问若算错,(2)问④~⑧仍可得分。
考点:考查了牛顿第二定律,共点力平衡条件的应用
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