ourunyang 幼苗
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(1)设小物块受到的摩擦力为f=μN1=μmg=0.2×1.0×10N=2N方向水平向右.
(2)设小物块的加速度为a1,木板在恒力F作用下做匀加速直线运动时的加速度为a2,此过程中小物块的位移为s1,木板的位移为s2则
由牛顿定律及运动规律可知:f=ma1a1=2.0m/s2
s1=
1
2a1t2
s2=
1
2a2t2
s2-s1=l
带入数据解得:a2=4m/s2
设木板受到的摩擦力为f’,f’=f,对木板根据牛顿第二定律:F-f’=Ma2,
则F=f’+ma2,代入数值得出F=10N.
(3)设撤去F时小物块和木板的速度分别为v1和v2,撤去F后,木板与小物块组成的系统动量守恒,
当小物块与木板相对静止时,它们具有共同速度v,
v1=a1t=2.0m/s
v2=a2t=4.0m/s
根据动量守恒定律得:mv1+Mv2=(m+M)v
v=
1.0×2+2.0×4.0
1.0+2.0m/s=
10
3m/s
对小物块:根据动能定理:fs=
1
2mv2−
1
2mv12
对木板:根据动能定理:-f(s+l′)=
1
2Mv2−
1
2Mv22
代入数据:l′=
2
3m
所以木板的长度至少为L=l+l′=[5/3]m≈1.7m
答:(1)小物块在加速过程中受到的摩擦力的大小为2N,方向水平向右;(2)作用于木板的恒力F的大小为10N;(3)木板的长度至少是1.7m.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系;滑动摩擦力;牛顿第二定律;动量守恒定律.
考点点评: 该题涉及到相对运动的过程,要认真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式,注意动量守恒的条件,选择恰当的过程运用动能定理解题,本题难度较大.
1年前
你能帮帮他们吗