如图1所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m

如图1所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2

试求:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后,请在图2中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象.(设木板足够长)
no5555 1年前 已收到1个回答 举报

明天我爱你navy 春芽

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解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出木块和木板的加速度,铁块运动到木板的右端时,铁块与木板的位移之差等于板长,由位移公式列式求出时间.
(2)在木板的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F时,分析木板与铁块的状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求出铁块所受的摩擦力f与F的关系,画出图象.

(1)根据牛顿第二定律得
研究木块m:F-μ2mg=ma1
研究木板M:μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2
又s木=
1
2a1t2,s木板=
1
2a2t2
L=S-S
联立解得:t=1s
(2)滑块与木板之间的最大静摩擦力:fm22mg=0.4×1×10N=4N
木板与地面之间的最大静摩擦力:fm11(mg+Mg)=0.1×(1×10+1×10)=2N
当F≤fm1=2N时,木板与滑块都保持静止,f=F
当M、m都运动,而且两者刚要相对滑动时,设此时的拉力大小为F1,根据牛顿第二定律得:
对m:F12mg=ma
对整体:F11(mg+Mg)=(m+M)a
联立解得,F1=10N,所以当2N<F≤10N时,M、m相对静止
则有:对整体:F-μ1(mg+Mg)=(m+M)a
对铁块:f=ma
即:f=[F/2]+1(N)
当10N<F时,m相对M滑动,此时摩擦力f=μ2mg=4N
画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图.
答:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过1s时间铁块运动到木板的右端.
(2)铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图所示.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 对于两个物体,分析之间的关系是关键,往往有位移关系、时间关系、速度关系等等.还要灵活选择研究对象,加速度相同时可采用整体法求出整体的加速度.

1年前

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