首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
牛顿第二定律
> 正文
返回
打印
中央电视台近期推出了一个游戏节目--推矿泉水瓶．选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
中央电视台近期推出了一个游戏节目--推矿泉水瓶．选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L
1
=5m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域．已知BC长度为L
2
=1m，瓶子质量为m=0.5kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4．某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N，瓶子沿AC做直线运动，（g取10m/s
2
）假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：
（1）推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？
（2）推力作用在瓶子上的距离最小为多少．
◎ 答案
（1）要想获得游戏成功，瓶滑到C点速度正好为0，力作用时间最长，设最长作用时间为t
1
，有力作用时瓶的加速度为a
1
，t
1
时刻瓶的速度为v，力停止后加速度为a
2
，由牛顿第二定律得：
F-μmg=ma
1
①
μmg=ma
2
②
加速运动过程中的位移
x
1
=
v
2
2
a
1
③
减速运动过程中的位移
x
2
=
v
2
2
a
2
④
位移关系满足：
x
1
+x
2
=L
1
⑤
又：v=a
1
t
1
⑥
由以上各式解得：
t
1
=
1
6
s
即推力作用在瓶子上的时间最长不得超过
1
6
s．
（2）要想游戏获得成功，瓶滑到B点速度正好为零，力作用距离最小，设最小距离为d，则：
v′
2
2
a
1
+
v′
2
2
a
2
=
L
1
-
L
2
⑦
v'
2
=2a
1
d ⑧
联立解得：d=0.4m
即推力作用在瓶子上的距离最小为0.4m．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“中央电视台近期推出了一个游戏节目--推矿泉水瓶．选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内…”主要考查了你对 【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/202210/342841.html
十二生肖
十二星座
