Question

【題目】一長木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖像如圖所示．已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上．取重力加速度的大小g＝10m/s2，求：

（1）0-0.5s時(shí)物塊與木板的加速度大小

（2）物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（3）從t＝0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)于木板的位移的大�。�

Answer 1

【答案】（1），；（2）μ1＝0.20，μ2＝0.30；（3）1.125m。

【解析】

（1）設(shè)t=0到t=t1時(shí)間間隔內(nèi)，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，由速度時(shí)間圖象可知：

物塊的加速度大小

m/s2①

木板的加速度大小

m/s2②

（2）設(shè)物塊和木板的質(zhì)量為m，物塊和木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，由牛頓第二定律得

③

④

聯(lián)立①②③④式得μ1＝0.20⑤，μ2＝0.30⑥

（3）在t1時(shí)刻后，地面對(duì)木板的摩擦力阻礙木板運(yùn)動(dòng)，物塊與木板之間的摩擦力改變方向．設(shè)物塊與木板之間的摩擦力大小為f，物塊和木板的加速度大小分別a′1和a′2，則由牛頓第二定律得

f＝ma′1⑦

2μ2mg－f＝ma′2⑧

假設(shè)f＜μ1mg，則a′1＝a′2；由⑤⑥⑦⑧式得

f＝μ2mg＞μ1mg

與假設(shè)矛盾．故

f＝μ1mg⑨

由⑦⑨式知，物塊加速度的大小a′1等于a1；物塊的v－t圖像如圖中點(diǎn)劃線所示

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可推知，物塊和木板相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)距離分別為

⑩

(11)

物塊相對(duì)于木板的位移的大小為

s＝s2－s1(12)

聯(lián)立①⑤⑥⑧⑨⑩(11)(12)式得

s＝1.125m