题目内容
(1)将木板静止放在x=L/2的位置,则木板释放瞬间加速度多大?
(2)设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f,试在0≤x≤L范围内,画出f-x图象.(本小题仅根据图象给分)
(3)木板从x=L/2的位置静止释放,始终在滑动摩擦力的作用下,移动到x=L的位置时,木板的速度多大?
(4)在(3)的过程中,木块的机械能增加量设为△E,传送带消耗的电能设为W,不计电路中产生的电热,比较△E和W的大小关系,用文字说明理由.
分析:(1)当x=
时,木板能保持静止,由平衡条件求出此时木板所受的滑动摩擦力.将木板静止放在x=
L的位置时,摩擦力加倍,根据牛顿第二定律求出木板的加速度.
(2)根据滑动摩擦力公式得出f与x的解析式,再画出图象.
(3)根据f-x图象与坐标所围“面积”求出摩擦力做的功,根据动能定理求出木板移动到x=L的位置时的速度.
(4)根据功能关系分析△E和W的大小关系.
| L |
| 4 |
| 1 |
| 2 |
(2)根据滑动摩擦力公式得出f与x的解析式,再画出图象.
(3)根据f-x图象与坐标所围“面积”求出摩擦力做的功,根据动能定理求出木板移动到x=L的位置时的速度.
(4)根据功能关系分析△E和W的大小关系.
解答:
解:(1)当x=
,木板能保持静止,则有f1=mgsinθ,
x=
,摩擦力加倍,则f2=2mgsinθ
由牛顿运动定律得a=
=gsinθ,方向沿斜面向上.
(2)设传送带与木板间的动摩擦因数为μ,则传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f=μN=μmg
cosθ,由题,μ
mgcosθ=mgsinθ,则有f=4mgsinθ?
f与x成正比,f-x直线,画出图象如图.
(3)利用(2)中图象,可知木板从x=
L的位置移动到x=L的位置时,摩擦力对木板做功:
W=
?
解得 W=
mgLsinθ
由动能定理W-
mgLsinθ=
mv2
得v=
(4)△E小于W.因为传送带与木板之间有滑动摩擦,电能有一部分转为了内能.
答:
(1)将木板静止放在x=L/2的位置,则木板释放瞬间加速度为gsinθ,方向沿斜面向上.
(2)画出f-x图图象如图.
(3)木板从x=L/2的位置静止释放,始终在滑动摩擦力的作用下,移动到x=L的位置时,木板的速度
.
(4)△E小于W.因为传送带与木板之间有滑动摩擦,电能有一部分转为了内能.
| L |
| 4 |
x=
| L |
| 2 |
由牛顿运动定律得a=
| f2-mgsinθ |
| m |
(2)设传送带与木板间的动摩擦因数为μ,则传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f=μN=μmg
| x |
| L |
| 1 |
| 4 |
| x |
| L |
f与x成正比,f-x直线,画出图象如图.
(3)利用(2)中图象,可知木板从x=
| 1 |
| 2 |
W=
| 2mgsinθ+4mgsinθ |
| 2 |
| L |
| 2 |
解得 W=
| 3 |
| 2 |
由动能定理W-
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
得v=
| 2gLsinθ |
(4)△E小于W.因为传送带与木板之间有滑动摩擦,电能有一部分转为了内能.
答:
(1)将木板静止放在x=L/2的位置,则木板释放瞬间加速度为gsinθ,方向沿斜面向上.
(2)画出f-x图图象如图.
(3)木板从x=L/2的位置静止释放,始终在滑动摩擦力的作用下,移动到x=L的位置时,木板的速度
| 2gLsinθ |
(4)△E小于W.因为传送带与木板之间有滑动摩擦,电能有一部分转为了内能.
点评:此题中木板对传送带的压力是变化,滑动摩擦力也是变化,得到摩擦力与位移的关系是本题关键.由于f与x成线性关系,也可使用“平均摩擦力”与“位移”的乘积计算摩擦力做功.
练习册系列答案
相关题目