如图所示,一块质量为M=2kg,长L=lm的匀质木板放在足够长的水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=lkg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,小物块

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一块质量为M=2kg,长L=lm的匀质木板放在足够长的水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=lkg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g=10m/s2),要求:
(1)若木板被固定,恒力F=4N向下拉绳,求小木块滑离木板时的速度大小v1
(2)若不固定木板,且板与桌面间光滑,某人仍以恒力F=4N向下拉绳,求小木块滑离木板时的速度大小v2
(3)若不固定木板,若板与桌面间有摩擦,某人以恒定速度v=1m/s向下拉绳,为使物块能从板的右端滑出,求板与桌面间的动摩擦因数μ2

◎ 答案

(1)对小物块受力分析
由牛顿第二定律:F-μ1mg=ma
得:a=2m/s2 
由运动学公式:v12=2aL
得:v1=2m/s
(2)对小物块、木板受力分析
由牛顿第二定律:F-μ1mg=ma1
得:a1=2m/s2
由:μ1mg=Ma2
得:a2=1m/s2
物块的位移:x1=
1
2
a1t2

木板的位移:x2=
1
2
a2t2

又:x1-x2=L 
解得:t=

2
s
根据速度时间公式得:v2=a1t=2

2
m/s.
(3)设物块在板上滑行的时间为t,物块滑到木板右端时木板的速度大小刚好为v,板与桌面间的动摩擦因数μ2
对木板:
[μ1mg-μ2(m+M)g]
M
t=v

对物块:vt-
v
2
t=L

解得:
Mv
μ1mg-μ2(m+M)g
=
2L
v

解得:μ2=
2μ1mgL-Mv2
2(m+M)gL
=
1
30

为了使物块能从板的右端滑出,μ2
1
30

答:(1)小木块滑离木板时的速度大小v1为2m/s;(2)小木块滑离木板时的速度大小v2为2

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐