题文
如图所示,质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上,与地面的动摩擦因数μ1=0.1,另一个质量m=1kg的小滑块,以6m/s的初速度滑上木板,滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.5,g取l0m/s2
(1)若木板固定,求小滑块在木板上滑动的时间.
(2)若木板不固定,求小滑块自滑上木板到相对木板处于静止的过程中,小滑块相对地面的位移大小.
(3)若木板不固定,求木板相对地面运动位移的最大值.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)设滑块在木板上滑动时 的加速度为a1,滑动的时间为t1,由牛顿第二定律得:
μ2mg=ma1①
t1=v0a1 ②
由①②两式得,t1=1.2s ③
(2)设滑块与木板相对静止达共同速度时的速度为v,所需的时间为t2,木板滑动时的加速度为a2,滑块相对于地面的位移为x.
则由牛顿第二定律得:μ2mg-μ1(M+m)g=Ma2 ④
v=v0-a1t2 ⑤
v=a2t2 ⑥
x=v0t2-12a1t22 ⑦
由①④⑤⑥⑦式得,x=3.5m.
(3)设滑块与木板达共同速度时,木板相对地面的位移为s1,达共同速度后的加速度为a3.发生的位移为s2,则有:
a3=μ1g ⑨
s1=12a2t22 ⑩
s2=v22a1 (11)
由⑤⑥⑦⑧⑨⑩(11)式及代入有关数据得:
木板相对于地面位移的最大值s=s1+s2=1m
答:(1)小滑块在木板上滑动的时间为1.2s.
(2)小滑块相对地面的位移大小为3.5m.
(3)木板相对地面运动位移的最大值为1m.
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解析
v0a1
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量M=2kg足够长的木板静止.....”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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