如圖所示,質(zhì)量M=10kg、上表面光滑的足夠長(zhǎng)的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)有足夠多的小鐵塊,它們的質(zhì)量均為m=1kg,將一鐵塊無(wú)初速地放在木板的最右端,當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)了L=1m時(shí),又無(wú)初速度地在木板的最右端放上第2塊鐵塊,只要木板運(yùn)動(dòng)了L就在木板的最右端無(wú)初速度放一鐵塊.(取g=10m/s2)試問(wèn):
(1)第1塊鐵塊放上后,木板運(yùn)動(dòng)了L時(shí),木板的速度多大?
(2)最終木板上放有多少塊鐵塊?
(3)最后一塊鐵塊與木板右端距離多遠(yuǎn)?
(1)木板最初做勻速運(yùn)動(dòng),由F=μMg解得,μ=
F
Mg
=
50N
100N
=0.5

第l塊鐵塊放上后,木板做勻減速運(yùn)動(dòng),即有:
μ(M+m)g-F=Ma1 代入數(shù)據(jù)解得:a1=-0.5m/s2
根據(jù)速度位移關(guān)系公式,有:
v21
-
v20
=2a1L
,解得v1=2
6
m/s
(2)設(shè)最終有n塊鐵塊能靜止在木板上.則木板運(yùn)動(dòng)的加速度大小為:an=
μnmg
M

第1塊鐵塊放上后:2a1L=v02-v12
第2塊鐵抉放上后:2a2L=v12-v22
第n塊鐵塊放上后:2a3L=vn-12-vn2
由上可得:(1+2+3+…+n)×2(
μnmg
M
)L=v02-vn2
木板停下時(shí),vn=0,得n=6.6;
(3)從放上第1塊鐵塊至剛放上第7塊鐵塊的過(guò)程中,由(2)中表達(dá)式可得:
6×(6+1)
2
×2(
μnmg
M
)L=v02-v62
從放上第7塊鐵塊至木板停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,設(shè)木板發(fā)生的位移為d,則:
7μmg
M
d=v62-0
聯(lián)立解得:d=
4
7
m
答:(1)第1塊鐵塊放上后,木板運(yùn)動(dòng)了L時(shí),木板的速度為2
6
m/s.
(2)最終有7 塊鐵塊放在木板上.
(3)最后一塊鐵塊與木板右端距離為
4
7
m.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

用30N的水平外力F,拉一個(gè)靜放在光滑水平面上的質(zhì)量為20kg的物體,力F作用3s后撤去,則第5s末物體的速度和加速度分別是( 。
A.速度為4.5m/s,加速度為1.5m/s2
B.速度為7.5m/s,加速度為1.5m/s2
C.速度為7.5m/s,加速度為0
D.速度為4.5m/s,加速度為0

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,重80N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上,有一根原長(zhǎng)為10cm、勁度系數(shù)為1000N/m的彈簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物體A后,彈簧長(zhǎng)度縮短為8cm,現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向上拉物體,若物體與斜面間最大靜摩擦力為25N,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為8cm時(shí),測(cè)力計(jì)讀數(shù)可能為(  )
A.10NB.20NC.40ND.60N

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

滑輪系統(tǒng)如圖所示,m1=3Kg,m2=7Kg,今用力F拉該滑輪豎直向上以加速度a=2m/s2運(yùn)動(dòng),拉力F的大小為_(kāi)_____(滑輪和繩的質(zhì)量均不計(jì)).

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器,其質(zhì)量m=2㎏,動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28N.試飛時(shí),飛行器從地面由靜止開(kāi)始豎直上升.設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變,g取10m/s2
(1)第一次試飛,飛行器飛行t1=8s時(shí)到達(dá)高度H=64m.求飛行器所阻力f的大;
(2)第二次試飛,飛行器飛行t2=6s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障,飛行器立即失去升力.求飛行器能達(dá)到的最大寬度h;
(3)為了使飛行器不致墜落到地面,求飛行器從開(kāi)始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間t3

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

質(zhì)量為2Kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到與運(yùn)動(dòng)方向相同的拉力F的作用,物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,當(dāng)拉力由10N逐漸減小到零但物體仍在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,F(xiàn)為_(kāi)_____N時(shí)物體的加速度最大,為_(kāi)_____m/s2;當(dāng)F為_(kāi)_____N時(shí),物體的速度最大.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)滑輪后,兩端分別懸掛質(zhì)量為m1和m2的物體A和B.若滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與繩滑輪有一定大小,質(zhì)量為m且分布均勻,滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與繩之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦.設(shè)細(xì)繩對(duì)A和B的拉力大小分別為T(mén)1和T2,已知下列四個(gè)關(guān)于T1的表達(dá)式中有一個(gè)是正確的,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí),通過(guò)一定的分析判斷正確的表達(dá)式是( 。
A.T1=
(m+2m2)m1g
m+2(m1+m2)
B.T1=
(m+2m1)m2g
m+4(m1+m2)
C.T1=
(m+4m2)m1g
m+2(m1+m2)
D.T1=
(m+4m1)m2g
m+4(m1+m2)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

每年全國(guó)由于行人不遵守交通規(guī)則而引發(fā)的交通事故上萬(wàn)起,死亡上千人.只有科學(xué)設(shè)置交通管制,人人遵守交通規(guī)則,才能保證行人的生命安全.如圖所示,停車線AB與前方斑馬線邊界CD間的距離為29m.質(zhì)量8×103kg、車長(zhǎng)7m的卡車以18m/s的速度向北勻速行駛,當(dāng)卡車前端剛駛過(guò)停車線AB,該車前方的機(jī)動(dòng)車交通信號(hào)燈由綠燈變黃燈.
(1)若此時(shí)前方C處人行橫道路邊等待的行人就搶先過(guò)馬路,卡車司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人,立即制動(dòng),卡車受到阻力做勻減速直線運(yùn)動(dòng),阻力大小為2.4×104N.求卡車的制動(dòng)距離;
(2)若人人遵守交通規(guī)則,該車將不受影響地駛過(guò)前方斑馬線邊界CD.為確保行人安全,D處人行橫道信號(hào)燈應(yīng)該在南北向機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

“神舟九號(hào)”圓滿完成與“天宮一號(hào)”對(duì)接任務(wù)以及各項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后,從太空按預(yù)定軌道返回地球表面.返回艙開(kāi)始時(shí)通過(guò)自身的制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,進(jìn)入大氣層后,在距地面一定的高度時(shí)打開(kāi)降落傘,在返回艙落地前其自身的制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)再次開(kāi)啟,內(nèi)地面噴射氣體,最終返回艙安全落到地面.若返回艙打開(kāi)降落傘后到再次開(kāi)啟制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)這段時(shí)間內(nèi),返回艙與降落傘所受的空氣阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)為k,且認(rèn)為是豎直下落.在這段時(shí)間內(nèi),返回艙的速度一時(shí)間圖象如圖所示,圖線中A點(diǎn)切線的斜率為kA.已知返回艙和降落傘的總質(zhì)量為M,重力加速度為g,t=t1時(shí)返回艙的速度為移v1
(1)在0~t1這段時(shí)間內(nèi)返回艙做何種運(yùn)動(dòng)?
(2)求比例系數(shù)k;
(3)求當(dāng)t=0時(shí),返回艙的速度v.

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