题目内容

3.如图,甲图中左侧光滑平台上,有一物块A以初速度v0滑到放置在粗糙水平地面上的足够长的木板B上,木板的上、下表面均粗糙,并且与光滑平台的台面处于同一水平面上,乙图为从物块A滑上木板B后开始计时,物块A和木板B运动的v-t图象,已知物块A的质量M1=2m,木板B的质量M2=m,物块A可看作质点,重力加速度g取10m/s2.
(1)请你根据图象,求出物块A与木板B之间的动摩擦因数μ1,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2;
(2)请求出从物块A开始滑上木板B,到木板B停止运动过程中,木板B总共运动的时间.

分析 (1)由v-t图象可知,物块A刚滑上木板时的速度和在t=1.5s时,物块A与木块B到达共同速度,分别对A、B,根据牛顿第二定律结合运动学基本公式求解即可;
(2)设t=1.5s后,两者一起向前匀减速直线运动的时间为t′,根据牛顿第二定律求出加速度,在根据速度时间公式求出速度减为0的时间,从而求出总时间.

解答 解:(1)由v-t图象可知,物块A刚滑上木板时的速度大小vA=9m/s,在t=1.5s时,物块A与木块B到达共同速度v=3m/s,
则对A有:v=vA-a1t①,
由牛顿第二定律得:μ1Mg=M1a1②,
联立方程①②并代入数据解得:μ1=0.4,
对B有:v=a2t③,
μ1Mg-μ2(M1+M2)=M2a2④
联立方程③④并代入数据解得:μ2=0.2
(2)设t=1.5s后,两者一起向前匀减速直线运动的时间为t′,则:
μ2(M1+M2)=(M2+M2)a2
0=v-a3t′
解得:t′=1.5s
则木板B运动的总时间为t总=t+t′=1.5+1.5=3s
答:(1)物块A与木板B之间的动摩擦因数μ1为0.4,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2为0.2;
(2)从物块A开始滑上木板B,到木板B停止运动过程中,木板B总共运动的时间为3s.

点评 本题主要考查了牛顿第二定律以及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能根据速度-时间图象得出有用的结论,难度适中.

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