【題目】如圖甲所示,質(zhì)量M=1 kg的薄木板靜止在水平面上,質(zhì)量m=1 kg的鐵塊靜止在木板的右端,可視為質(zhì)點(diǎn)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10 m/s2,F(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向左的力F。

(1)若力F從零開(kāi)始逐漸增加,且鐵塊始終在木板上沒(méi)有掉下來(lái),鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象如圖乙所示,求木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2;

(2)在第(1)問(wèn)的基礎(chǔ)上,若力F為恒力4 N,作用1 s后撤去F,最終發(fā)現(xiàn)鐵塊恰好能運(yùn)動(dòng)到木板的左端,求木板的長(zhǎng)度L。

【答案】(1)μ1=0.05 μ2=0.2 (2)L=m

【解析】(1)從圖乙中可以看出,當(dāng)F從3 N逐漸增加到4.5 N時(shí),f不變,則此時(shí)的f是滑動(dòng)摩擦力,即f=μ2mg,解得μ2=0.2

由圖乙可知,當(dāng)力F從1 N逐漸增加到3 N時(shí),鐵塊和木板相對(duì)靜止,并且一起加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)F=2 N時(shí)鐵塊所受摩擦力為fm=1.5 N,因此可求出鐵塊的加速度為

木板的加速度此時(shí)也為aM=am

對(duì)整體運(yùn)用由牛頓第二定律 F–μ1(mg+Mg)=(M+m)aM

解得 μ1=0.05

(2)當(dāng)F=4 N時(shí),鐵塊的加速度為

牛頓第二定律 F–f1=mam1

解得am1=2 m/s2

木板的加速度為aM1

f1–μ1(mg+Mg)=MaM1

aM1=1 m/s2

因此在t=1 s內(nèi)

sm=am1t2 ,sm =1 m

sM=aM1t2,sM =0.5 m

在t=1 s時(shí)

vm=am1t=2 m/s

vM=aM1t=1 m/s

在此后,鐵塊減速,其加速度為am2 則μ2mg=mam2 得am2=2 m/s2

木板加速加速度aM2

μ2mg–μ1(mg+Mg)=MaM2 得aM2=1m/s2

當(dāng)兩者達(dá)到共同速度時(shí)v=vm–am2t′=vM+aM2t′ 得t′=s,v=m/s

從撤去力F到兩者達(dá)到共同速度的過(guò)程中,鐵塊的位移

,sm1=m

木板的位移 sM2=,sM2=m

則木板長(zhǎng)度為 L=(sm sM)+(sm1 sM2)

解得L=m。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng).小球通過(guò)細(xì)繩與車頂相連.小球某時(shí)刻正處于圖示狀態(tài).設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為N,細(xì)繩對(duì)小球的拉力為T.關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況,下列說(shuō)法正確的是( )

A.若小車向左運(yùn)動(dòng),N可能為零
B.若小車向左運(yùn)動(dòng),T可能為零
C.若小車向右運(yùn)動(dòng),N不可能為零
D.若小車向右運(yùn)動(dòng),T不可能為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下說(shuō)法中正確的是( 。

A.曲線運(yùn)動(dòng)的速度不一定發(fā)生變化

B.曲線運(yùn)動(dòng)的加速度可能為零

C.在恒力作用下,物體也可能做曲線運(yùn)動(dòng)

D.物體做曲線運(yùn)動(dòng),速度方向可能不發(fā)生變化

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后的屏幕上,紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比,Δx1_________Δx2(“>”“=”“<”)。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630 nm,雙縫與屏幕的距離為1.00 m,測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm,則雙縫之間的距離為__________mm。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】已知一個(gè)力F=10 N,可分解為兩個(gè)分力F1和F2 , 已知F1方向與F夾角為30°(如圖所示),F(xiàn)2的大小為10N,則F1的大小可能是( )

A.5 N
B.10 N
C.15N
D.20N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球與彈簧不粘連,平衡時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示以下說(shuō)法正確的是( )

A.小球靜止時(shí)彈簧的彈力大小為 mg
B.小球靜止時(shí)細(xì)繩的拉力大小為 mg
C.細(xì)線燒斷瞬間小球的加速度立即為g
D.細(xì)線燒斷瞬間小球的加速度立即為 g

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=l kg,長(zhǎng)l=4 m的木板靜止在粗糙的水平地面上,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m=l kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4,某時(shí)刻起在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8 N,取g=10 m/s2,試求:

(1)恒力F作用時(shí)木板和鐵塊的加速度;

(2)當(dāng)鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板右端時(shí),把鐵塊拿走,木板還能繼續(xù)滑行的距離。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為θ的斜面底端固定擋板P,質(zhì)量為m的小物塊A與質(zhì)量不計(jì)的木板B疊放在斜面上,A位于B的最上端且與P相距L。已知A與B、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2,且,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,A與擋板相撞沒(méi)有機(jī)械能損失。將A、B同時(shí)由靜止釋放,求:

(1)A、B釋放時(shí),物塊A的加速度大;

(2)若A與擋板不相碰,木板的最小長(zhǎng)度l0;

(3)若木板長(zhǎng)度為l,整個(gè)過(guò)程中木板運(yùn)動(dòng)的總路程。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4 kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1。某時(shí)刻A、B兩滑塊開(kāi)始相向滑動(dòng),初速度大小均為v0=3 m/s。A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2。求

(1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度;

(2)A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案