图l中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之

发布时间:2021-02-22 20:14:32

图l中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以mg为单位,重力加速度g=10 m/s2.整个系统开始时静止.(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v-t图象,据此求

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(1)设木板和物块的加速度分别为a和a',在t时刻木板和物块的速度分别为vt和vt′,木板和物块之间摩擦力的大小为f,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得:对物块 f=ma'①
         f=μmg②
         v′
======以下答案可供参考======
供参考答案1:
【规范解答】 (1)设木板和物块的加速度分别为a和a′,在t时刻木板和物块的速度分别为vt和v′t,木板和物块之间摩擦力的大小为Ff.依牛顿第二定律,运动学公式得
Ff=ma′ ①(1分)
Ff=μmg ②(1分)
当v′tv′t2=v′t1+a′(t2-t1) ③(2分)
F-Ff=(2m)a ④(2分)
vt2=vt1+a(t2-t1) ⑤(2分)
由①②③④⑤式与题给条件得
v1=4 m/s,v1.5=4.5 m/s,v2=4 m/s,v3=4 m/s ⑥(4分)
v′2=4 m/s,v′3=4 m/s ⑦(2分)
(2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的v-t图象,如下图所示(4分).在0~3 s内物块相对于木板滑过的距离Δx等于木板和物块v-t图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积.该四边形由两个三角形组成:上面的三角形面积为0.25 (m),下面的三角形面积为2 (m).因此Δx=2.25 m⑧(2分)
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