如图所示,水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下,以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将质量m=1.

发布时间:2020-08-11 12:45:30

如图所示,水平地面上一个质量M=4.0kg、长度L=2.0m的木板,在F=8.0N的水平拉力作用下,以v0=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将质量m=1.0kg的物块(物块可视为质点)轻放在木板最右端.
(1)木板与水平面之间的动摩擦因数μ=?
(2)若物块与木板间无摩擦,求物块离开木板所需的时间;
(3)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,求将物块放在木板上后,经过多长时间木板停止运动.

网友回答

解:(1)木板与水平面之间的动摩擦因数:F=μMg,μ=0.2
(2)若物块与木板间无摩擦,木板运动,木块不运动.
放上木块后木板做匀减速运动,加速度大小:μ(m+M)g-F=Ma,解得a=0.5m/s2
设经过时间t木块从木板上落下,则:
解得:
(3)若物块与木板间有摩擦,且物块与木板间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数相等,放上木块后,开始,木块做匀加速运动,木板做匀减速运动.
对木板:μ(m+M)g+μmg-F=Ma1,解得a1=1?m/s2
对木块:μmg=ma2,解得a2=2?m/s2
达到等速时:v=a2t1=vt1-a2t1,
解得:t1=s
它们的位移:
相对位移:x=x1-x2
解得:x=m<2m,木块没有滑下,此后共同运动.
共同运动的初速度:
共同运动的加速度:μ(m+M)g-F=(m+M)a3,解得a3=0.4m/s2
还能够运动的时间是t2,则:vt=v1-a3t2=0
解得:t2=s
一共的时间:t=t1+t2=4s
答:(1)木板与水平面之间的动摩擦因数μ为0.2;
(2)若物块与木板间无摩擦,物块离开木板所需的时间为;
(3)将物块放在木板上后,经过4s时间木板停止运动.
解析分析:(1)木板受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解;
(2)物块与木板间无摩擦,木板减速,根据牛顿第二定律求解加速度,根据位移时间关系公式列式求解即可;
(3)滑块加速运动的同时木板减速运动,此后一起匀减速知道停止;根据牛顿第二定律求解各段的加速度,然后根据运动学公式列式求解.

点评:本题关键是分析清楚滑块和木板的运动规律,然后根据牛顿第二定律求解加速度,根据运动学公式分段求解速度、位移和时间,较难.
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