题目内容

5.如图1所示,有一厚度均匀质量M=2kg的木板A在水平桌面上始终向右匀速运动,木板与桌面的动摩擦因数为μ=0.1,t=0时刻把一质量为m=1kg的物体B以一定水平初速度放在木板A的右端,B在A上的位移s随时间t变化关系如图2所示(图象前3s内为抛物线,3s~4.5s内为直线,取向左运动的方向为正方向)g=10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.木板的速度大小为2m/s
B.3s~4.5s时间内,物体B的加速度大小为2m/s2
C.AB间的动摩擦因数为0.2
D.0~2s为保持木板做匀速运动,需施加一个水平向右大小为3N的力

分析 根据位移时间图象分析A和B的运动情况,根据图线的斜率表示速度求解速度大小;根据位移时间关系求解B的加速度大小,再根据牛顿第二定律求解动摩擦因数;根据牛顿第二定律求解拉力F的大小.

解答 解:AB、3s~4.5s时间内物体B与木板A的速度相同,均做匀速直线运动,加速度为零;根据位移图象的斜率表示速度,可知木板的速度大小为:$v=\frac{△x}{△t}=\frac{3-0}{4.5-3}m/s=2m/s$,A正确、B错误;
C、2s~3s内,B做反向的匀加速直线运动,设加速度大小为a,根据位移时间关系可得:$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$,解得:a=$\frac{2x}{{t}^{2}}=\frac{2×1}{{1}^{2}}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$,
根据牛顿第二定律可得:μ′mg=ma,解得μ′=0.2,C正确;
D、0~2s位移时间图象的斜率为正,说明B物体速度为正方向,即向左,物块B的速度逐渐减小,A对B的摩擦力向右,大小为f1=μ′mg=0.2×10N=2N,则B对A的摩擦力大小为2N,方向向左;A受到地面的摩擦力大小为f2=μ(M+m)g=0.1×3×10N=3N,所以0~2s为保持木板做匀速运动,需施加一个水平向右大小为5N的力,D错误;
故选:AC.

点评 对于图象问题,我们学会“五看”,即:看坐标、看斜率、看面积、看交点、看截距;了解图象的物理意义是正确解题的前提.

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