如圖所示,物塊A、木板B的質(zhì)量均為m=10kg,不計(jì)A的大小,B板長(zhǎng)3m.開(kāi)始時(shí)A、B均靜止.現(xiàn)給A以2m/s的水平初速度從B的最左端開(kāi)始運(yùn)動(dòng),為了維持A的速度始終不變,在A(yíng)獲得初速度的同時(shí)給A施加一水平外力F作用.已知A與B、B與地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3和μ2=0.1.g取10m/s2
(1)通過(guò)計(jì)算,說(shuō)明木板B將如何運(yùn)動(dòng)?物塊A能不能滑離B?
(2)木板B滑行s=4m需要多少時(shí)間?
(3)外力需要做多少功?

解:(1)木板受到物塊向右的摩擦力F11mg=30N,受到地面向左的摩擦力F2=2μ2mg=20N
木板向右做勻加速運(yùn)動(dòng):a==1m/s2
若能加速到v=2m/s,則木板的位移sB==2m,
所用時(shí)間t1==2s
此過(guò)程中,A的位移是sA=vt1=4m,相對(duì)B滑行△s=sA-sB=2m<3m,所以不能滑離B.此后A、B以v=2m/s的速度一起勻速運(yùn)動(dòng).
即整個(gè)過(guò)程中木板B先以a=1m/s2勻加速運(yùn)動(dòng),然后以v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng).
(2)B滑行s=4m的過(guò)程中,勻速的位移為sB′=s-sB=4m-2m=2m
勻速的時(shí)間t2=1s
故所用時(shí)間為T(mén)=t1+t2=2s+1s=3s
(3)由功能關(guān)系得,外力做功為
E=△EK+Q1+Q2=mv2+F1s相對(duì)+F2s=(×10×22+30×2+20×4)J=160J
答:
(1)通過(guò)計(jì)算得知:整個(gè)過(guò)程中木板B先以a=1m/s2勻加速運(yùn)動(dòng),然后以v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng).物塊A不能滑離B.
(2)木板B滑行s=4m需要3s時(shí)間.
(3)外力需要做160J的功.
分析:(1)由摩擦力公式分別求出木板受到的物塊的摩擦力和地面的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律求出木板的加速度,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出當(dāng)木板B的速度與物塊A的速度相等時(shí),木板的位移和物塊的位移,由幾何關(guān)系得出兩者的相對(duì)位移,與木板長(zhǎng)度相比較分析物塊A能不能滑離B,并說(shuō)明B的運(yùn)動(dòng)情況.
(2)整個(gè)過(guò)程中木板B先做勻加速運(yùn)動(dòng),然后以v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng).分別求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,再求解總時(shí)間.
(3)外力做功使B的動(dòng)能增加,系統(tǒng)增加了內(nèi)能,根據(jù)功能關(guān)系求解外力做功.
點(diǎn)評(píng):本題要通過(guò)分析受力情況,經(jīng)過(guò)計(jì)算分析物體的運(yùn)動(dòng)情況.第(3)問(wèn)也可以這樣做:W=F1sA+F2sB′=30×4+20×2J=160J.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2008?邵陽(yáng)模擬)如圖所示,物塊P靜止在水平放置的固定木板上,若分別對(duì)P施加相互垂直的兩個(gè)水平拉力F1和F2作用時(shí)(F1>F2),P將分別沿F1和F2的方向勻加速滑動(dòng),其受到的滑動(dòng)摩擦力木小分別為f1和f2,其加速度大小分別為a1和a2;若從靜止開(kāi)始同時(shí)對(duì)P施加上述二力,其受到的滑動(dòng)摩擦力大小為f3,其加速度大小為a3,關(guān)于以上各物理量之間的關(guān)系,判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,物塊A靜止在水平放置的固定木板上,若分別對(duì)A施加相互垂直的兩個(gè)水平拉力F1和F2作用時(shí)(F1<F2),A將分別沿F1和F2的方向勻加速滑動(dòng),其受到的滑動(dòng)摩擦力木小分別為F f1和F f2,其加速度大小分別為a1和a2;若從靜止開(kāi)始同時(shí)對(duì)P施加F1和F2,其受到的滑動(dòng)摩擦力大小為F f3,其加速度大小為a3,關(guān)于以上各物理量之間的關(guān)系,判斷正確的是(  )
A、a3=a1=a2B、a3>a2>a1C、F f3>F f1=F f2D、F f1=F f2>F f3

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科目:高中物理 來(lái)源:2014屆河南長(zhǎng)葛第三實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期第一次考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖5所示,物塊A靜止在水平放置的固定木板上,若分別對(duì)A施加相互垂直的兩個(gè)水平拉力F1和F2作用時(shí)(F1<F2),A將分別沿F1和F2的方向勻加速滑動(dòng),其受到的滑動(dòng)摩擦力木小分別為Ff1和Ff2,其加速度大小分別為a1和a2;若從靜止開(kāi)始同時(shí)對(duì)P施加F1和F2,其受到的滑動(dòng)摩擦力大小為Ff3,其加速度大小為a3,關(guān)于以上各物理量之間的關(guān)系,判斷正確的是(    )

A.a(chǎn)3=a1=a2      B.a(chǎn)3>a2>a1       C.Ff3>Ff1=Ff2             D.Ff1=Ff2>Ff3

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖5所示,物塊A靜止在水平放置的固定木板上,若分別對(duì)A施加相互垂直的兩個(gè)水平拉力F1和F2作用時(shí)(F1<F2),A將分別沿F1和F2的方向勻加速滑動(dòng),其受到的滑動(dòng)摩擦力木小分別為Ff1和Ff2,其加速度大小分別為a1和a2;若從靜止開(kāi)始同時(shí)對(duì)P施加F1和F2,其受到的滑動(dòng)摩擦力大小為Ff3,其加速度大小為a3,關(guān)于以上各物理量之間的關(guān)系,判斷正確的是


  1. A.
    a3=a1=a2
  2. B.
    a3>a2>a1
  3. C.
    Ff3>Ff1=Ff2
  4. D.
    Ff1=Ff2>Ff3

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