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(8分)如图所示,光滑水平面上有一块木板,质量M="2.0"kg,长度L=1.0m。在木板的最右端有一个小滑块(可视为质点),质量m="1.0"kg。小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.

网友投稿  2022-08-28 00:00:00  互联网

◎ 题目

(8分)如图所示,光滑水平面上有一块木板,质量M="2.0" kg,长度L=1.0m。在木板的最右端有一个小滑块(可视为质点),质量m="1.0" kg。小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.2。开始时它们都处于静止状态。某时刻起对小滑块施加一个F="5.0" N水平向左的恒力,此后小滑块将相对木板滑动。取g ="10" m/s2。求:
(1)小滑块从木板右端运动到左端所用的时间t;
(2)小滑块从木板右端运动到左端的过程中,恒力F对小滑块所做的功W;
(3)如果想缩短小滑块从木板右端运动到左端所用的时间t,只改变木板的质量M,请你通过计算,判断木板的质量M应该增大还是减小?

◎ 答案

(1)小滑块受到水平向左的恒力F和水平向右的滑动摩擦力作用,向左做匀加速直线运动,所受滑动摩擦力   f =" μmg" = 0.2×1.0×10  =" 2.0" (N)     
根据牛顿第二定律,小滑块的加速度  (m/s2)       
木板所受向左的滑动摩擦力  ,向左做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律,木板的加速度      (m/s2)            
在小滑块从木板右端运动到左端所用的时间为t内,小滑块的位移                     
木板的位移                       
由几何关系可知L = x1 – x2

解得   t =" 1.0" (s)
(2) 小滑块的位移 
1.5 (m)
恒力F对小滑块所做的功
W = Fx1 =" 5.0×1.5" =" 7.5" (J)
(3)由于x1 – x2 = L,

将(1)中各式代入,有          
若只改变M,则M增加时,t 减小。  

◎ 解析

(1)小滑块受到水平向左的恒力F和水平向右的滑动摩擦力作用,向左做匀加速直线运动,求出加速度,木板所受向左的滑动摩擦力向左做匀加速直线运动,求出加速度,根据位移关系即可求出时间;
(2)求出小滑块的位移,根据恒力做功公式即可求解;
(3)根据位移差为L,求出时间t与质量的关系即可求解.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(8分)如图所示,光滑水平面上有一块木板,质量M="2.0"kg,长度L=1.0m。在木板的最右端有一个小滑块(可视为质点),质量m="1.0"kg。小滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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。



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