题目内容

9.如图1所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2,试求:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(2)若在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,请在图2中画出铁块受到的摩擦力f随拉力F大小变化的图象.

分析 (1)根据牛顿第二定律求出木块和木板的加速度,铁块运动到木板的右端时,铁块与木板的位移之差等于板长,由位移公式列式求出时间.
(2)在木板的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F时,分析木板与铁块的状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求出铁块所受的摩擦力f与F的关系,画出图象.

解答 解:(1)根据牛顿第二定律,研究铁块m有:F-μ2mg=ma1                      
研究木板M有:μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2                     
又S铁=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}$,${S_板}=\frac{1}{2}{a_2}{t^2}$
L=S铁-S板
联立解得:t=1s                                   
(2)当F≤μ1(M+m)g=0.1×(1+1)×10N=2N时,m、M相对静止且对地静止,则铁块受到的摩擦力f=0,
当F大于2N而小于一定值时,木块和铁块一起做加速运动,M、m相对静止的最大加速度为a=μ2g=4m/s2,此时有:
F-μ1(M+m)g=(M+m)a,
铁块受到的摩擦力为:f=ma,
解得此时F=10N,f=μ2mg=4N,
所以当2N<F≤10N时,f从0匀速增加到4N,
当F>10N时,m相对M滑动,此时f=μ2mg=4N.
铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图所示
答:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过1s时间铁块运动到木板的右端.
(2)铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图所示.

点评 对于两个物体,分析之间的关系是关键,往往有位移关系、时间关系、速度关系等等.还要灵活选择研究对象,加速度相同时可采用整体法求出整体的加速度.

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