题目内容
(18分)一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度一时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10 m/s2,求:
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(1)物块与木板间的动摩擦因数
;
(2)木板与地面间的动摩擦因数
;
(3)从0.5s到停止,物块与木板的加速度分别多大;
(4)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。
【答案】
【解析】
试题分析:(1)设物块和木板间的质量为m,物块和木板间,木板与地面间的动摩擦因数分别为
,![]()
从t=0时刻,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止,由图可知,在
时,物块和木板的速度相同,设t=0到
时间间隔内,物块加速度为
,则
(1分)
由牛顿第二定律得:
(1分)
解得
(1分)
(2)
(1分)
(2分)
(1分)
或中
、
分别为木板在t=0到
时的速度大小
(3)在
时刻后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动,物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为
,物块和木板的加速度大小分别为
和
,则由牛顿第二定律得
(1分)
(1分)
假设二者相对静止,则
;得
,与假设矛盾,则二者相对滑动,故
(1分)
代入解出
(1分)
(1分)
(4)可知木块减速到零后就静止,物块一直减速到静止,物块的
图像如图中点划线所示。由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为
(2分)
(2分)
物块相对于木板的位移的大小为
(1分)
联得
(1分)
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考点:牛顿运动定律的综合应用,V—t图象,
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