题目内容

【题目】水平地面上有一质量为m=2kg的木块,放在与墙的距离为x=20m的位置。现用大小为F=20N的水平推力推木块,使木块由静止开始运动,经过t=4s的时间到达墙边。

(1)求木块与水平地面间的动摩擦因数μ;

(2)若仍用大小为20N的水平推力,为使木块能到达墙边,推力作用的最短时间t1为多少?

(3)若仍用大小为20N的力作用于木块,为使木块用最短时间到达墙边,推力作用的最短时间t2为多少?

【答案】(1)μ=0.75;(2)s;(3)s

【解析】试题分析:(1)由位移公式得m/s2

由牛顿第二定律知:F-μmg=ma 代入数据解得:μ=0.75

(2)有推力时,加速度仍为a=2.5m/s2,经过时间t1,

位移速度v=at1=2.5t1

撤去推力时,加速度a′=μg=7.5m/s2位移

且x1+x2=x,即+=20,解得t1=s

(3)设推力与水平面成θ角时,加速度最大,则有:

Fcosθ-f=ma

Fsinθ+FN=mg

F=μFN

由以上三式代入数据可得:2a=20cosθ+15sinθ-15

由数学知识可知当θ=37°时,am=5m/s2

当力F一直作用时,所用时间最短,则:

解得:t2=s

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