题目内容
如图,一块质量为M = 2kg,长L = 1m的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m = 1kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g = 10m/s2)。
1.若木板被固定,某人以F= 4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少?
整个过程恒力F做多少功?
2.若木板不固定,某人仍以恒力F = 4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少?整个过程恒力F做多少功?
1.4J
2.8J
解析:⑴对小物块受力分析,由牛顿第二定律得:
1分
代入数据得:a =2m/s2 … 1分
运动学公式
代入数据得
2分
2分
⑵对小物块、木板受力分析,由牛顿第二定律得:
, ① 1分
② 1分
由(1)(2)代入数据得:a1 = 2m/s2,a2 = 1m/s2 2分
物块的位移
, ③ 1分
木板的位移
…………… …④ 1分
又
…… ⑤… 2分
由③④⑤代入数据得 t2=
s …………⑥ 1分
由③⑥代入数据得
2m 1分