题目内容
如图所示,宽L=1m、高h=7.2m、质量M=8kg的上表面光滑的木板在水平地面上运动,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2.当木板的速度为vo=3m/s时,把一质量m=2kg的光滑小铁块(可视为质点)无初速轻放在木板上表面的右端,取g=10m/s2.求:(1)小铁块与木板脱离时木板的速度v1的大小
(2)小铁块刚着地时与木板左端的水平距离s.
【答案】分析:(1)根据牛顿第二定律求出木板的加速度,由于上表面光滑,所以小铁块相对于地面静止,木板做匀变速直线运动,根据匀变速直线运动的公式求出小铁块脱离木板时的速度.
(2)小铁块离开木板做自由落体运动,根据牛顿第二定律求出小铁块离开木板的加速度,求出木板减速到零的时间,判断小铁块落地时,木板有无停止,然后根据运动学公式求出小铁块刚着地时与木板左端的水平距离s.
解答:解:(1)根据牛顿第二定律得:a=
根据匀变速直线运动的公式
代入数据,解得v=2m/s.
答:小铁块与木板脱离时木板的速度v1的大小为2m/s.
(2)根据h=
得,t=
.
小铁块离开木板后,木板的加速度a′=μg=2m/s2
速度减小到零所需的时间
所以s=
答:小铁块刚着地时与木板左端的水平距离s=1m.
点评:解决本题的关键知道小铁块和木板的运动情况,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,根据物体的受力情况,通过牛顿第二定律,可以求运动问题.
(2)小铁块离开木板做自由落体运动,根据牛顿第二定律求出小铁块离开木板的加速度,求出木板减速到零的时间,判断小铁块落地时,木板有无停止,然后根据运动学公式求出小铁块刚着地时与木板左端的水平距离s.
解答:解:(1)根据牛顿第二定律得:a=
根据匀变速直线运动的公式
代入数据,解得v=2m/s.
答:小铁块与木板脱离时木板的速度v1的大小为2m/s.
(2)根据h=
小铁块离开木板后,木板的加速度a′=μg=2m/s2
速度减小到零所需的时间
所以s=
答:小铁块刚着地时与木板左端的水平距离s=1m.
点评:解决本题的关键知道小铁块和木板的运动情况,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,根据物体的受力情况,通过牛顿第二定律,可以求运动问题.
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