题文
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.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)根据牛顿第二定律,小物块的加速度大小为:a1=f1m1=μ1g=4m/s2,方向与v1方向相反;
长木板的加速度大小为:a2=f1-fm=μ1m1g-μ(m1+m)gm=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=43s≈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-12a1t2;
经过时间t长木板的位移为x2=12a2t2;
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.
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解析
f1m1
考点
据考高分专家说,试题“一质量为m=4kg的长木板静止在水平面上.....”主要考查你对 [匀变速直线运动的速度与时间的关系 ]考点的理解。
匀变速直线运动的速度与时间的关系
匀变速直线运动:
物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内速度的变化相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。也可定义为:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
匀变速直线运动的速度公式:
Vt=V0+at。
公式说明:
- 速度公式是匀变速直线运动速度的一般表示形式。它所表明瞬时速度与时刻t的对应关系。
- 通常取初速度v0方向为正方向,加速度a可正可负(正、负表示方向),在匀变速直线运动中a恒定。
①当a与v0同方向时,a>0表明物体的速度随时间均匀增加,如下左图。
②当a与v0反方向时,a<0表明物体的速度随时间均匀减少,如下右图。
3. 速度图象是对速度公式的直观体现.图象斜率表示加速度,图象与时间轴所围的面积表示位移。
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