质量为M=1Okg的B板上表面上方,存在一定厚度的相互作用区域.如图中划虚线的部分.当质量为m=1kg的物块P进人相互作用区时,B板便有竖直向上的恒力f=kmg(k=

发布时间:2020-08-07 00:13:45

质量为M=1Okg的B板上表面上方,存在一定厚度的相互作用区域.如图中划虚线的部分.当质量为m=1kg的物块P进人相互作用区时,B板便有竖直向上的恒力f=kmg(k=41)作用于物块P,使其刚好不与B板的上表面接触;在水平方向,物块P与B板间没有相互作用力.已知物块P开始自由下落的时刻,B板向右运动的速度为VB=10m/s.物块P从开始下落到刚到达相互作用区所经历的时间为t0=2.0s?设B板足够长,B板与水平面间的动摩擦因数u=0.02,为保证物块P总能落人B板上方的相互作用区.问:
(1)物块P从起始位置下落到刚好与B板不接触的时间t
(2)物块B在上述时间t内速度的改变量
(3)当B板刚好停止运动时,物块P已经回到过初始位置几次(取g=10m/s2)

网友回答

解:(1)物块P刚到达相互作用区时的速度:
v0=gt0…①
物块P进入相互作用区后的加速度:
a1=…②
由①②解得物块P在相互作用区内向下运动的时间:
t1==0.05s
所以物块P从起始位置下落到刚好与B不接触的时间:t=t0+t1=2.05s
(2)板B在物块P未进入作用区的加速度
aB1=μg
速度的改变量△vB1=aB1t0=0.4m/s
当P进入作用区后的加速度
aB2==1.02m/s2
△vB2=aB2t1=0.051m/s
所以速度的改变量△v=△vB1+△vB2=0.451m/s
(3)当物块P的速度减到零后,又开始以加速度为a向上做加速运动,经历时间T,跑出相互作用区,在这段时间内,B板减少的速度仍是△vB2;物块P离开相互作用区后,做加速度为g的减速运动,经历时间T0,回到初始位置,在这段时间内,B板减少的速度为△vB1,以后物块又从起始位置自由落下,重复以前的运动,B板的速度再次不断减少.总结以上分析可知:每当物块P完成一次从起始位置自由下落,进入相互作用区后又离开相互作用区,最后回到起始位置的过程中,B板速度减少的总量为△v=2△vB1+2△vB2=0.902m/s
设在物块P第n次回到起始位置时B刚好停止运动
n=次
答:(1)物块P从起始位置下落到刚好与B板不接触的时间t为2.05s;
(2)物块B在上述时间t内速度的改变量为0.051m/s;
(3)当B板刚好停止运动时,物块P已经回到过初始位置11次.
解析分析:(1)物块P在到达MN边界前做自由落体运动,在相互作用区域先减速运动,然后反向加速运动,因此根据运动学规律可正确求解.
(2)注意当物块P到达相互作用区域时,Q对地面的压力增大,因此摩擦力发生变化,其运动的加速度也发生变化,理清其加速度的变化情况,然后根据运动规律求解.
(3)物块P进入相互作用区域和离开时加速度不同,而且具有周期性,然后根据速度与时间的关系求解即可.

点评:本题的难点是对Q正确进行受力分析,弄清楚其加速度的变化,从而明确运动规律,然后根据运动学规律或者功能关系求解.
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