题目内容
4.质量为M=10kg、长为L=1m、上表面光滑的长木板在F=50N水平恒力的作用下,以速度v0=5.5m/s沿水平地面向左做匀速直线运动.现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=1kg,将第一个铁块无初速度地放在木板的最左端,当第一个铁块离开木板的同时,又在木板最左端无初速度放上第二个铁块,只要前一个铁块刚离开木板,就接着无初速度放上另一个铁块.求:最终第几个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端多远?(g=10m/s2)分析 长木板做匀加速直线运动,小铁块保持静止,根据牛顿第二定律列式求解加速度,根据速度位移关系公式列式求解位移,然后结合几何关系列式求解即可.
解答 解:开始时刻,木板在拉力F作用下做匀速直线运动,由平衡条件得:
μMg=F,解得:μ=$\frac{F}{Mg}$=$\frac{50}{10×10}$=0.5,
当将小铁块放到木板上后,木板将做匀减速直线运动,设加速度为a,由牛顿第二定律得
μ(M+m)g-F=Ma,
解得a=$\frac{μmg}{M}$=$\frac{0.5×1×10}{10}$=0.5 m/s2,
设板减速到零时位移为s,则v${\;}_{0}^{2}$=2as,
解得s=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2a}$=$\frac{5.{5}^{2}}{2×0.5}$=30.25 m.
因每运动L=1 m释放一个小铁块,共释放n=$\frac{s}{L}$且n取整数n=31,最终第31个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端距离为△s=0.75 m.
答:最终第31个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端距离为0.75m.
点评 本题关键是明确物体的受力情况和运动情况,然后结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解,不难.
练习册系列答案
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9.
如图a所示,小物体从竖直弹簧上方离地高h1处由静止释放,其动能Ek与离地高度h的关系如图b所示.其中高度从h1下降到h2,图象为直线,其余部分为曲线,h3对应图象的最高点,轻弹簧劲度系数为k,小物体质量为m,重力加速度为g.以下说法正确的是( )
| A. | 小物体下降至高度h3时,弹簧形变量为0 | |
| B. | 小物体下落至高度h5时,加速度为0 | |
| C. | 小物体从高度h2下降到h4,弹簧的弹性势能增加了$\frac{{{m^2}{g^2}}}{k}$ | |
| D. | 小物体从高度h1下降到h5,弹簧的最大弹性势能为mg(h1-h5) |
16.下列物理量中,属于矢量的是( )
| A. | 功 | B. | 位移 | C. | 温度 | D. | 重力势能 |
13.
如图所示,平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω的定值电阻,导体棒ab长l=0.5m,其电阻不计,且与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T,现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动,则以下判断正确的是( )
| A. | 导体ab两端的电势差U=2.0V | B. | 电路中的电流I=0.5A | ||
| C. | 导体ab棒所受安培力方向向右 | D. | 导体ab棒所受合力做功为零 |