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匀变速直线运动的位移与时间的关系
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如图所示，A是质量mA=0.98kg的物块（可视为质点），B和C是完全相同的木板，长l=2.7m，质量m=1.0kg．已知木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2，物块A与木板之间的动摩擦因数为μ1，
网友投稿 2022-08-02 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，A是质量m
A
=0.98kg的物块（可视为质点），B和C是完全相同的木板，长l=2.7m，质量m=1.0kg．已知木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2，物块A与木板之间的动摩擦因数为μ
1
，设物块与木板以及木板与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．现有一质量m
0
=0.02kg的子弹以v=300m/s的速度击中物块A，并留在物块中，
（1）求子弹击中物块后，共同速度的大小；
（2）若要求物块A在B板上运动，使B、C板均相对地面不动；当物块A滑上C板时，C板开始运动，求μ
1
应满足的条件；
（3）若μ
1
=0.5，求物块A停留在C板上的位置．
◎ 答案
（1）设子弹击中物块时的共同速度为v
1
，子弹与物块相互作用的时间极短，子弹和物块组成的系统动量守恒：
m
0
v=（m
A
+m
0
）v
1
v
1
=
m
0
v
(
m
A
+
m
0
)
=6.0m/s
（2）物块A（含子弹）在木板上滑行时，它对木板的摩擦力f=μ
1
（m
A
+m
0
）g
当A在B板上滑行时：
地面对B的摩擦力f
1
=μ（m
A
+m
0
+m）g
地面对C的摩擦力f
2
=μmg
当A在C板上滑行时：
地面对C的摩擦力f
3
=μ（m
A
+m
0
+m）g
由题意可知：f
3
＜f≤f
1
+f
2
即 μ（m
A
+m
0
+m）g＜μ
1
（m
A
+m
0
）g≤μ（m
A
+m
0
+2m）g；
所以 0.4＜μ
1
≤0.6
（3）当μ
1
=0.5时，物块A与木板的运动情况如右图所示．
当物块A在B板上运动时，B、C板均相对地面不动，A做匀减速直线运动，其加速度
a=
-f
m
A
+
m
0
=-5.0m/
s
2
设A滑上C板时的速度为v
2
，则有
v
22
-
v
21
=2al
；
所以 v
2
=3.0m/s
当物块A在C板上运动时，B板留在原地，C板开始做匀加速运动，A继续做匀减速运动，当它们达到共同速度v
3
时，A相对C静止．
设这段时内C的加速度为a
C
，根据牛顿第二定律有μ
1
（m
A
+m
0
）g-μ（m
A
+m
0
+m）g=ma
C
所以
a
C
=1.0m/
s
2
设这段时间内，A的位移为x
1
，C的位移为x
2
，则
对A：
t=
v
3
-
v
2
a
x
1
=
v
3
+
v
2
2
?t
对B：
t=
v
3
a
C
x
2
=
v
3
2
?t
可求得 t=0.5s
x
1
=0.875m
x
2
=0.125m
则△x=x
1
-x
2
=0.75m
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，A是质量mA=0.98kg的物块（可视为质点），B和C是完全相同的木板，长l=2.7m，质量m=1.0kg．已知木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2，物块A与木板之间的动摩擦因数为μ1，…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】，【牛顿第二定律】，【功能关系】，【动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202208/230269.html
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