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如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ
1
=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ
2
=0.4,g取10m/s
2
,试求:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木块的右端?
(2)若在铁块右端施加一个从零开始连续增大的水平向右的力F,假设木板足够长,在图中画出铁块受到木板的摩擦力f
2
随拉力F大小的变化而变化的图象.
◎ 答案
(1)假设相对滑动,则根据牛顿第二定律得
铁块的加速度大小
a
1
=
F-
μ
2
mg
m
=4m/
s
2
;
木块的加速度大小
a
2
=
μ
2
mg-
μ
1
(M+m)g
M
=2m/
s
2
.
由a
2
>0可见 假设成立.
设经过时间t铁块运动到木块的右端,则有
1
2
a
1
t
2
-
1
2
a
2
t
2
=L
,
解得 t=1s
(2)①当F≤μ
1
(M+m)g=2N时,m、M相对静止且对地静止,有:f
2
=F;
②设F=F
1
时,m、M恰保持相对静止,此时系统的加速度为:a=a
2
=2m/s
2
.
以系统为研究对象,据牛顿第二定律有:F
1
-μ
1
(M+m)g=(M+m)a,
解得:F
1
=6N
所以,当2N<F≤6N时,m、M相对静止,系统向右做匀加速运动,
其加速度:
a=
F-
μ
1
(M+m)g
M+m
=
F
2
-1
以M为研究对象,据牛顿第二定律有:f
2
-μ
1
(M+m)g=Ma
解得:
f
2
=
F
2
+1
③当F>6N时,m、M发生相对运动有:f
2
=μ
2
mg=4N
所以,f
2
随拉力F大小的变化而变化的图象如图所示.
答:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过1s时间铁块运动到木块的右端.
(2)铁块受到木板的摩擦力f
2
随拉力F大小的变化而变化的图象如图所示.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【牛顿第二定律】 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/202210/342105.html
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