如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量m
◎ 题目
如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t = 0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB = 1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1 = 0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2 = 0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求 小题1:物体A刚运动时的加速度aA 小题2:t = 1.0s时,电动机的输出功率P; 小题3:若t = 1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P′ = 5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t = 3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t = 1.0s到t = 3.8s这段时间内木板B的位移为多少? |
◎ 答案
小题1:aA= 0.5m/s2 小题2:P1= 7W 小题3:3.03m(或取s= 3.0m) |
◎ 解析
(1)物体A在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律得 μ1mAg=mAaA ① 由①式并代入数据解得 aA= 0.5m/s2 ② (2)t1= 1.0s时,木板B的速度大小为 υ1=aBt1 ③ 木板B所受拉力F,由牛顿第二定律有 F–μ1mAg–μ2(mA + mB)g=mBaB ④ 电动机输出功率 P1=Fυ1 ⑤ 由③④⑤并代入数据解得 P1= 7W ⑥ (3)电动机的输出功率调整为5W时,设细绳对木板B的拉力为F′,则 P′=F′υ1 ⑦ 代入数据解得 F′= 5N ⑧ 木板B受力满足 F′–μ1mAg–μ2(mA + mB)g= 0 ⑨ 所以木板B将做匀速运动,而物体A则继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等。设这一过程时间为t′,有 υ1=aA(t1 + t′) 这段时间内B的位移大小 s1= υ1t′ A、B速度相同后,由于F > μ2(mA + mB)g且电动机输出功率恒定,A、B将一起做加速度逐渐减小的加速运动。由动能定理得 P′(t2–t′–t1)–μ2(mA + mB)gs2=(mA + mB)υA2 – (mA + mB)υ12 由②③101112并代入数据解得 木板B在t= 1.0s到t= 3.8s这段时间的位移 s=s1 + s2= 3.03m(或取s= 3.0m) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量m…”主要考查了你对 【功能关系】 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。- 最新内容
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