题目内容

5.如图所示,在平静的水面上,有一长l=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量为m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止.若人匀加速向右奔跑值船的右端并立即抱住桅杆,经历的时间是2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2.求此过程中船的位移大小.

分析 对人和船利用匀变速直线运动规律求位移,找出两位移关系列式求解;

解答 解:此过程人和船都是做初速度为零的匀加速直线运动,
设人和船之间的静摩擦力大小为f,船受到的阻力系数为k,船和人的加速度大小分别为a1和a2,船和人的位移大小分别为s1和s2,则有
对船分析有:f-k(m1+m2)g=m1a1
s1=$\frac{1}{2}$a1t2
对人分析有f=m2a2
s2=$\frac{1}{2}$a2t2
依题意有:s1+s2=L ⑤
①②③④⑤联立并代入数据可得f=290N,a1=0.2m/s2
a2=5.8m/s2   s1=0.4m ⑥
即船的位移大小为0.4m.
答:船的位移大小0.4m.

点评 本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要抓住人与木板的位移关系求解,难度适中.

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