题目内容

19.如图所示,质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上,与地面的动摩擦因数μ1=0.1,另一个质量m=1kg的小滑块,以6m/s的初速度滑上木板,滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.6.(g取l0m/s2)
(1)若木板固定,求小滑块在木板上滑过的距离.
(2)若木板不固定,求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止.
(3)若木板不固定,求木板相对地面运动位移的最大值.

分析 (1)若木板固定,小滑块在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据速度位移公式求解位移;
(2)若木板不固定,小滑块在滑动摩擦力作用下,做匀减速运动,木板在摩擦力作用下做匀加速运动,当速度相等时相对静止,根据速度公式及速度相等关系求出运动时间;
(3)先求出速度相等前运动的位移,速度相同后一起做匀减速运动,求出加速度,根据运动学公式即可求解.

解答 解:(1)若木板固定,小滑块在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,根据牛顿第二定律得:
   a=$\frac{{μ}_{2}mg}{m}$=μ2g=6m/s2   
所以小滑块在木板上滑过的距离为:
x=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2a}$=$\frac{{6}^{2}}{2×6}$m=3m
(2)根据牛顿第二定律得:
对m:a1=$\frac{{μ}_{2}mg}{m}$=μ2g=6m/s2
对M:Ma2=μ2mg-μ1(m+M)g
代入数据解得:a2=1.5m/s2
当速度相等时相对静止,则有:v0-a1t=a2t
解得:t=0.8s
(3)木板共速前先做匀加速运动木板的位移为:
x1=$\frac{1}{2}{a}_{2}{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×1.5×0.{8}^{2}$m=0.48m
t时刻两者的速度为:
v1=a2t=1.5×0.8=1.2m/s
以后木板与物块共同加速度a3匀减速运动,有:
a3=$\frac{{μ}_{1}(M+m)g}{M+m}$=μ1g=1m/s2
共同匀减速运动的位移为:
x2=$\frac{{v}_{1}^{2}}{2{a}_{3}}$=$\frac{1.{2}^{2}}{2×1}$m=0.72m
所以总位移为:x=x1+x2=1.2m
答:(1)若木板固定,小滑块在木板上滑过的距离是3m.
(2)若木板不固定,小滑块自滑上木板开始0.8s时间相对木板处于静止.
(3)若木板不固定,木板相对地面运动位移的最大值是1.2m.

点评 解题的关键是正确对滑块和木板进行受力分析,清楚滑块和木板的运动情况,根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解.本题也可以根据动能定理求位移,比牛顿第二定律和运动学公式结合的方法更简洁.

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