题目内容
5.(1)经过多长时间木板A开始运动;
(2)从A开始运动至B与C相遇的时间.
分析 (1)先求出各接触面上的最大静摩擦力,B开始运动时,假定把A与C看成整体,通过分析受力判断出A处于静止状态.由牛顿第二定律求出B和C的加速度,当B的速度减为零时,分析可以知道C对A的摩擦力大于地面对A的最大静摩擦力,此时A和B共同向左运动,由速度公式求时间.
(2)分析三个物体的运动情况,分段求出各自的位移,结合位移关系求从A开始运动至B与C相遇的时间.
解答 解:(1)各接触面上的最大静摩擦力分别为:fAm=$\frac{1}{6}$μ×6mg=μmg,fBm=fCm=2μmg
B开始运动时,假定把A与C看成整体,整体水平方向所受合力为零,而:F=3μmg>fBm
故开始时C向左运动,A扔处于静止状态
设此时B、C的加速度大小分别为aB、aC.
由牛顿第二定律:
对B有:2μmg=2maB
对C有:3μmg-2μmg=maC
解得:aB=aC=μg
当B的速度减为零时,分析可以知道C对A的摩擦力大于地面对A的最大静摩擦力,此时A和B共同向左运动,因此A由静止开始运动需经过时间为:
t1=$\frac{{v}_{0}}{μg}$=$\sqrt{\frac{5L}{8μg}}$.
(2)设A板开始运动前B、C的位移大小分别为xB、xC,由运动学公式得到:
xB=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2{a}_{B}}$=$\frac{5L}{16}$
因B和C的运动反向对称,故xC=xB=$\frac{5L}{16}$
且B的速度减为零时,C的速度 vC=v0
A与B共同向左作匀加速运动的过程中,对A、B整体,由牛顿第二定律可得:
aAB=$\frac{2μmg-\frac{1}{6}×6μmg}{5m}$=$\frac{1}{5}$μg
设再经过时间t,B与C相遇,此过程中B、C所运动的位移分别为xB′、xC′,由运动学公式可以得到:
xC′-xB′=L-xB-xC
即:v0t+$\frac{1}{2}{a}_{C}{t}^{2}$-$\frac{1}{2}{a}_{AB}{t}^{2}$=L-2×$\frac{5L}{16}$
把L=$\frac{8{v}_{0}^{2}}{5μg}$代入上式可以得到:2(μg)2t2+5μgv0t-3${v}_{0}^{2}$=0
解得:t=$\frac{{v}_{0}}{2μg}$=$\sqrt{\frac{5L}{32μg}}$.
答:
(1)经过$\sqrt{\frac{5L}{8μg}}$时间木板A开始运动;
(2)从A开始运动至B与C相遇的时间是$\sqrt{\frac{5L}{32μg}}$.
点评 本题的关键要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况,分段运用牛顿第二定律和运动学公式进行研究,分析时要注意判断A的运动状态.
| A. | 要使该探测器正常工作,光源S发出的光波波长不能小于0.5μm | |
| B. | 光源S发出的光波能使光电管发生光电效应,那么光源越强,光电烟雾探测器灵敏度越高 | |
| C. | 光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 | |
| D. | 若$\frac{n}{5%}$5%射向光电管C的光子会发生光电子,当报警器报警时,每秒射向C钠表面的光子最少数目是1.25×1012 个 |
| A. | 4Ω | B. | 8Ω | C. | 6Ω | D. | 2Ω |
| A. | 上升时间大于下降时间 | |
| B. | 上升阶段的加速度大于阶段的下降加速度 | |
| C. | 上升阶段平均速度大于下降阶段平均速度 | |
| D. | 物体落回原地时的速度大于抛出时的速度 |
| A. | 导线框转动的角速度为$\frac{4RI}{NBS}$ | |
| B. | 导线框转动的角速度为$\frac{2RI}{NBS}$ | |
| C. | 导线框转到图示位置时,导线框中的磁通量最大,瞬时电动势为零 | |
| D. | 导线框转到图示位置时,导线框中的磁通量最大,瞬时电动势最大 |
| A. | 普朗克在研究黑体热辐射时提出了能量子假说 | |
| B. | α衰变的实质是原子核内部的一个中子转变成质子 | |
| C. | 在核反应堆中,为使快中子减速,在铀棒周围要放置镉棒 | |
| D. | 比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固 |