一质量为m=4kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1,一质量为2kg的小物块(可视为质点),从长木板左端以6m/s的水平速度开始沿长木板滑动,如图所示

◎ 题目

一质量为m=4kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1,一质量为2kg的小物块(可视为质点),从长木板左端以6m/s的水平速度开始沿长木板滑动,如图所示.由于摩擦的缘故,小物块恰好停在长木板的右端,已知小物块与长木板间的动摩擦因数为0.4,求:
(1)小物块和长木板的加速度大小和方向;
(2)当长木板的速度刚好与小物块的速度相同时,长木板运动的时间;
(3)长木板的长度.
魔方格

◎ 答案

(1)根据牛顿第二定律,小物块的加速度大小为:a1=
f1
m1
=μ1g=4m/s2
,方向与v1方向相反;
长木板的加速度大小为:a2=
f1-f
m
=
μ1m1g-μ(m1+m)g
m
=0.5m/s2
,方向与v1同向;
(2)设经过时间t长木板与小物块刚好达到相同的速度.
经过时间t小物块的速度大小为v=v1-a1t;
经过时间t长木板的速度大小为v=a2t;
解得t=
4
3
s≈1.3s

(3)当小物块与长木板达到相同速度后,二者一起以相同的加速度做匀减速运动,直至停止.
由题意可分析得出,当二者速度刚好相等时,小物块恰好运动到长木板的右端.
经过时间t小物块的位移为x1=v1t-
1
2
a1t2

经过时间t长木板的位移为x2=
1
2
a2t2

长木板的长度为L=x1-x2=4m;
答:(1)小物块的加速度大小为4m/s2,方向与速度反向;长木板的加速度大小为0.5m/s2,方向与速度方向相同;
(2)当长木板的速度刚好与小物块的速度相同时,长木板运动的时间为1.3s;
(3)长木板的长度为4m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一质量为m=4kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1,一质量为2kg的小物块(可视为质点),从长木板左端以6m/s的水平速度开始沿长木板滑动,如图所示…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【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。

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