分析 (1)木板受最大靜摩擦力產(chǎn)生的加速度和以整體為研究對象在拉力F作用下產(chǎn)生的加速度比較,確定木板做勻加速運動的加速度,然后根據(jù)速度位移關(guān)系求物體到達(dá)P點時的速度;
(2)分析木板的受力,根據(jù)牛頓第二定律,求木板勻減速運動的加速度,再根據(jù)速度時間關(guān)系求木板運動的時間,再根據(jù)時間求位移;
(3)在全過程中只有拉力和木板與物塊的摩擦力做功,根據(jù)動能定理求出物塊相對于木板時的位移
解答 解:(1)設(shè)木板靠最大靜摩擦力或滑動摩擦力產(chǎn)生的加速度為am,則:
am=$\frac{μmg}{M}$=6m/s2
若木板與物塊不發(fā)生相對運動,設(shè)共同加速度為a1,則:
a1=$\frac{F}{M+m}$=1.2m/s2
因a1<am,所以木板與物塊靠靜摩擦力一起以加速度a1運動
根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關(guān)系:v2=2a1L
解得木板第一次撞擊擋板P時的速度:v=2.4m/s
(2)設(shè)木板第一次撞擊擋板P后向右運動時,物塊的加速度大小為a2,根據(jù)牛頓第二定律有:
μmg-F=ma2
解得物塊的加速度:a2=2m/s2
因a2<am,所以在木板向右減速運動過程中,物塊一直向左減速,木板速度減為0時,木塊仍在向左運動.設(shè)木板第一次撞擊擋板P后運動到右端最遠(yuǎn)處所需時間為t1,則:
t1=$\frac{v}{{a}_{m}}$=0.4s
設(shè)木板左端距擋板P的距離為X1,則:${X}_{1}=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{m}}=0.48m$
設(shè)物塊相對地向左的位移為X2,則:X2=vt1-$\frac{1}{2}$a2t12=0.8m
此時物塊距木板右端的距離為:X=X1+X2=1.28m
(3)木板最終靜止于擋板P處,設(shè)物塊距木板右端的距離為Xn,此過程中只有拉力和摩擦力做功,根據(jù)動能定理有:F(Xn+L)-μmgXn=0
解得:Xn=2.4m
答:(1)木板第一次撞擊擋板P時的速度v為2.4m/s;
(2)木板從第一次撞擊擋板P到運動至有端最遠(yuǎn)處所需的時間t1為0.4s,此時物塊距木板右端的距離X為1.28m;
(3)木板與擋板P會發(fā)生多次撞擊直至靜止,而物塊一直向左運動.每次木板與擋板p撞擊前物塊和木板都已相對靜止,最后木板靜止于擋板P處,求木板與物塊都靜止時物塊距木板有端的距離X為2.4m
點評 處理本題的關(guān)鍵是用隔離法對物塊和木板進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律求出各自的加速度,再運用運動學(xué)規(guī)律求解.正確的受力分析和做功分析是解決本題的關(guān)鍵
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | t1<t2 | B. | t1=t2 | C. | v1>v2 | D. | v1=v2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 紙板相對砝碼運動時,紙板所受摩擦力的大小為μ(M+m)g | |
B. | 要使紙板相對砝碼運動,F(xiàn)一定大于2μ(M+m)g | |
C. | 若砝碼與紙板分離時的速度小于$\sqrt{μgd}$,砝碼不會從桌面上掉下 | |
D. | 當(dāng)F=μ(2M+4m)g時,砝碼恰好到達(dá)桌面邊緣 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 2μmg | B. | 4μmg | C. | 3μmg | D. | 6μmg |
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