题目内容

【题目】如图甲所示,质量M=0.2 kg的平板放在水平地面上,质量m=0.1 kg的物块(可视为质点)叠放在平板上方某处,整个系统处于静止状态.现对平板施加一水平向右的拉力,在0~1.5 s内该拉力F随时间t的变化关系如图乙所示,1.5 s末撤去拉力.已知物块未从平板上掉下,认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,平板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10 m/s2.求:

(1)0~1 s 内物块和平板的加速度大小a1、a2;

(2)1.5 s末物块和平板的速度大小v块、v板;

(3)平板的最短长度L.

【答案】(1) , (2) (3)

【解析】

(1)分别对物块和木板进行受力分析,求出其加速度;(2)根据匀变速直线运动的基本公式即可求解速度;(3)根据滑块和木板的位移关系求出平板的最短长度。

(1)0~1s内,物块与平板间、平板与地面间的滑动摩擦力大小分别为:

N

N

对物块和平板由牛顿第二定律有:

,

,

其中

N,

解得:

,

(2)0~1s内,(s),物块与平板均做匀加速直线运动,有:

,

,

解得:

=2m/s,

=3m/s,

1~1.5s内,(=0.5s),由于水平向右的拉力N恰好与平衡,故平板做匀速直线运动,物块继续做匀加速直线运动直至与木板速度相同,有:

m/s,

m/s。

(3)撤去拉力后,物块和平板的加速度大小分别为:

,

物块和平板停下所用的时间分别为:

,

可画出物块、平板的速度-时间图像,如图所示,根据“速度-时间图像的面积表示位移”可知,内,物块相对平板向左滑行的距离为:

1.5~3s内,物块相对平板向右滑行的距离为:

由于

,

故:

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