精英家教網(wǎng)如圖,一高為h=0.2m的木板B置于粗糙水平地面上,B的上表面以O(shè)點(diǎn)為界,O點(diǎn)右側(cè)是光滑的,O點(diǎn)左側(cè)是粗糙的.O點(diǎn)離木板B最右端的距離L=1.25m,O點(diǎn)離木板B最左端的距離S=0.32m.在B的最右端放一個(gè)質(zhì)量與B相同的木塊A,木塊A可看成質(zhì)點(diǎn).A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1,A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.2,A、B的質(zhì)量均為m.現(xiàn)給B一個(gè)水平向右的瞬間沖量,使B獲得初速度v0=3.0m/s,求:
(1)當(dāng)木板B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí),A、B各自的速度大小;
(2)若木板B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí),木板B突然受到一個(gè)向右的水平作用力F=0.2mg,則水平力F作用于木板B的時(shí)間為0.4s時(shí),木塊A離O點(diǎn)的水平距離.
分析:1、在O點(diǎn)右側(cè),木塊A受到的摩擦力為零,故木塊A靜止不動(dòng),B在地面的摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng).對B由動(dòng)能定理求解.
2、當(dāng)木板B突然受力F后,木塊A做加速運(yùn)動(dòng)、木板B做減速運(yùn)動(dòng),由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求解A、B發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)到達(dá)共同速度階段A在B上滑行的距離,判斷A將從B 上表面滑落,再研究A剛好滑離B,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求解,再由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解.
解答:解:(1)在O點(diǎn)右側(cè),木塊A受到的摩擦力為零,故木塊A靜止不動(dòng),即:vAO=0
B在地面的摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng).
設(shè)B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí)的速度為vB,對B由動(dòng)能定理得:
-μ1mgL=
1
2
m
v
2
B
-
1
2
m
v
2
0
…①
解①得:vB=2m/s
(2)當(dāng)木板B突然受力F后,木塊A做加速運(yùn)動(dòng)、木板B做減速運(yùn)動(dòng),
設(shè)A、B最后達(dá)到的共同速度為v,A、B發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)到達(dá)共同速度階段A在B上滑行的距離為S0,由動(dòng)量守恒定律得:
mvB=2mv…②
由能量守恒定律,得:
μ2mgS0=
1
2
m
v
2
B
-
1
2
2m
v
2
…③
解②③得:S0=0.5m
由于S0>S,則說明A將從B 上表面滑落.
設(shè)A剛好滑離B時(shí)A、B的速度分別為vA、vB,由動(dòng)量守恒定律得:
 mvB=mvA+mvB1…④
由能量守恒定律得:μ2mgS=
1
2
m
v
2
B
-
1
2
m
v
2
A
-
1
2
m
v
2
B1
…⑤
解④⑤得:vA=0.4m/s,vB1=1.6m/s
設(shè)A在B上自O(shè)點(diǎn)至離開B所用的時(shí)間為t1
對A,由動(dòng)量定理有:μ2mgt1=mvA…⑥
解⑥式得:t1=0.2s
此后A以vA為初速度向右作平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)A經(jīng)t2落地,t2時(shí)間內(nèi)A的水平位移為x
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:h=
1
2
g
t
2
2
…⑦
x=vAt2…⑧
解⑦⑧得:t2=0.2s,x=0.08m.
當(dāng)A作平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí),B向右作初速度為vB1的勻加速運(yùn)動(dòng).設(shè)其加速度為aB
由牛頓第二定律有:F-μ1mg=maB…⑨
設(shè)t2內(nèi)B運(yùn)動(dòng)的距離為SBSB=vB1t2+
1
2
aB
t
2
2
…⑩
則B受F作用0.4s時(shí)A離O點(diǎn)的水平距離為:
△S=S+SB-x…(11)
解⑨⑩(11)得:
△S=0.58m.
答:(1)當(dāng)木板B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí),A的速度為零,B的速度大小是2m/s;
(2)若木板B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí),木板B突然受到一個(gè)向右的水平作用力F=0.2mg,則水平力F作用于木板B的時(shí)間為0.4s時(shí),木塊A離O點(diǎn)的水平距離是0.58m.
點(diǎn)評:本題是滑塊在木板上滑動(dòng)的類型,要分過程進(jìn)行研究,運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)量守恒、動(dòng)能定理進(jìn)行求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

為了測定一小金屬滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn):將一長L=1m的木板在一高出地面的平臺上搭成一高為H=0.6m的斜面,并在木板末端連接一小段光滑的圓弧軌道,使滑塊從斜面上滑下到達(dá)末端時(shí)速度方向能平滑地過渡為水平方向,滑塊離開軌道后飛行一段時(shí)間落到水平地面上.他讓滑塊從斜面上不同高度處由靜止滑下,測出每次滑塊在斜面上下滑的高度h,并測出相應(yīng)的滑塊離開軌道后落到水平面上時(shí)發(fā)生的水平位移s.不計(jì)空氣阻力的影響.
(1)除上述已知量和所測出的h、s外,僅需知道下面的哪組量即可求得滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?
C
C

A.必須同時(shí)知道當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭和平臺的高度Y
B.必須同時(shí)知道滑塊的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭
C.僅需知道平臺的高度Y
D.必須同時(shí)知道滑塊的質(zhì)量m和平臺的高度Y
(2)若該同學(xué)已測得Y=1.25m,通過測得的數(shù)據(jù)作出了h-s2的圖象如上圖所示,則根據(jù)圖象可求得滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=
0.3
0.3

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一質(zhì)量為M=0.4kg的滑塊由光滑弧形凹槽和粗糙水平薄板平滑連接而成,薄板的長度為L=0.3m,厚度忽略不計(jì).將該滑塊固定在一高為H=0.8m的光滑水平桌面上,且薄板的右端點(diǎn)與桌子邊緣平齊.將一質(zhì)量為m=0.2kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在弧形凹槽上某點(diǎn)由靜止釋放,小物塊落地時(shí)距桌面邊緣的水平距離為S=0.4m.已知小物塊與薄板的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,空氣阻力忽略不計(jì),g取10m/s2
(1)小物塊剛滑上薄板時(shí)的速度大小為多少?
(2)若滑塊不固定,桌面足夠長,仍要使小物塊落在地面上的同一點(diǎn),在凹槽上由靜止釋放小物塊的位置距桌面的高度h為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

為了測定一小金屬滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn):將一長L=1m的木板在一高出地面的平臺上搭成一高為H=0.6m的斜面,并在木板末端連接一小段光滑的圓弧軌道,使滑塊從斜面上滑下到達(dá)末端時(shí)速度方向能平滑地過渡為水平方向,滑塊離開軌道后飛行一段時(shí)間落到水平地面上.他讓滑塊從斜面上不同高度處由靜止滑下,測出每次滑塊在斜面上下滑的高度h,并測出相應(yīng)的滑塊離開軌道后落到水平面上時(shí)發(fā)生的水平位移s.不計(jì)空氣阻力的影響.
(1)除上述已知量和所測出的h、s外,僅需知道下面的哪組量即可求得滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?______

精英家教網(wǎng)
A.必須同時(shí)知道當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭和平臺的高度Y
B.必須同時(shí)知道滑塊的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭
C.僅需知道平臺的高度Y
D.必須同時(shí)知道滑塊的質(zhì)量m和平臺的高度Y
(2)若該同學(xué)已測得Y=1.25m,通過測得的數(shù)據(jù)作出了h-s2的圖象如上圖所示,則根據(jù)圖象可求得滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=______.
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,一高為h=0.2m的木板B置于粗糙水平地面上,B的上表面以O(shè)點(diǎn)為界,O點(diǎn)右側(cè)是光滑的,O點(diǎn)左側(cè)是粗糙的。O點(diǎn)離木板B最右端的距離L=1.25m,O點(diǎn)離木板B最左端的距離S=0.32m。在B的最右端放一個(gè)質(zhì)量與B相同的木塊A,木塊A可看成質(zhì)點(diǎn)。A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1,A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.2,A、B的質(zhì)量均為m,F(xiàn)給B一個(gè)水平向右的瞬間沖量,使B獲得初速度v0=3.0m/s,求:

   (1)當(dāng)木板B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí),A、B各自的速度大;

   (2)若木板B向右運(yùn)動(dòng)1.25m時(shí),木板B突然受到一個(gè)向右的水平作用力F=0.2mg,則水平力F作用于木板B的時(shí)間為0.4s時(shí),木塊A離O點(diǎn)的水平距離。

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