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如圖,一塊質量為M=2kg,長L=1m的勻質木板放在足夠長的光滑水平桌面上,初始時速度為零.板的最左端放置一個質量m=1kg的小物塊,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,小物塊上連接一根足夠長的水平輕質細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪(細繩與滑輪間的摩擦不計,木板右端與滑輪之間距離足夠長,g=10m/s2).求:
(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大;
(2)若不固定木板,某人仍以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大。
(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下勻速拉繩,同時給木板一個v2=0.5m/s水平向左的初速度,求木塊滑離木板所用的時間.
分析:(1)對m受力分析,運用牛頓第二定律求出小木塊的加速度,再根據速度位移公式求出小木塊滑離木板時的速度大。
(2)木板不固定,小木塊在做勻加速直線運動時,木板也在做勻加速直線運動,根據牛頓第二定律分別求出木塊和木板的加速度,結合兩者位移之差等于木板的長度求出運動的時間,從而根據速度時間公式求出小木塊滑離木板時的速度大。
(3)根據牛頓第二定律求出木板的加速度,結合木塊和木板兩者位移之和等于木板的長度,求出運動的時間.
解答:解:(1)對小物塊受力分析,
由牛頓第二定律得:F-μmg=ma
可得:a=2m/s2
運動學公式v2=2aL
可得v=2m/s
(2)對小物塊、木板受力分析,
由牛頓第二定律得:F-μmg=ma1
μmg=Ma2
可得:a1=2m/s2 a2=2m/s2
物塊的位移x1=
1
2
a1t2

木板的位移x2=
1
2
a2t2

又x2-x1=L
由以上三式可得,t=
2
s
,可得v=a1t=2
2
m/s

(3)木板向左做勻變速運動,由牛頓第二定律得:μmg=Ma3
可得a3=1m/s2,方向向右.
物塊向右的位移為x3=v1t
木板向左的位移為x4=v2t-
1
2
a3t2
,又x3+x4=L
由以上三式可得,t=1s,t=2s(舍去)
答:(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大小為2m/s.
(2)若不固定木板,某人仍以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大小為2
2
m/s.
(3)木塊滑離木板所用的時間為1s.
點評:解決本題的關鍵理清物體的運動,結合牛頓第二定律和運動學公式進行求解.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,一塊質量為M=2kg,長L=1m的勻質木板放在足夠長的光滑水平桌面上,初始時速度為零.板的最左端放置一個質量m=1kg的小物塊,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,小物塊上連接一根足夠長的水平輕質細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪(細繩與滑輪間的摩擦不計,木板與滑輪之間距離足夠長,g=10m/s2).
(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板所需要的時間是多少?
(2)若木板不固定,某人仍以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板所需要的時間是多少?
(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下勻速拉繩,同時給木板一個v2=0.5m/s水平向左的初速度,則木塊滑離木板所用的時間又是多少?

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如圖,一塊質量為M=2kg,長L=lm的勻質木板放在足夠長的光滑水平桌面上,初始時速度為零.板的最左端放置一個質量m=lkg的小物塊,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2,小物塊上連接一根足夠長的水平輕質細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪(細繩與滑輪間的摩擦不計,木板與滑輪之間距離足夠長,g=10m/s2).
(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大。
(2)若不固定木板,某人仍以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,一塊質量為M = 2kg,長L = 1m的勻質木板放在足夠長的光滑水平桌面上,初始時速度為零.板的最左端放置一個質量m = 1kg的小物塊,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ = 0.2,小物塊上連接一根足夠長的水平輕質細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪(細繩與滑輪間的摩擦不計,木板與滑輪之間距離足夠長,g = 10m/s2)。

⑴若木板被固定,某人以恒力F = 4N向下拉繩,則小木塊滑離木板所需要的時間是多少?

⑵若木板不固定,某人仍以恒力F = 4N向下拉繩,則小木塊滑離木板所需要的時間是多少?

⑶若人以恒定速度v1=1m/s向下勻速拉繩,同時給木板一個v2 = 0.5m/s水平向左的初速度,則木塊滑離木板所用的時間又是多少?

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科目:高中物理 來源:2011廣東省高三中段考試物理卷 題型:計算題

如圖,一塊質量為M = 2kg,長L = 1m的勻質木板放在足夠長的光滑水平桌面上,初始時速度為零.板的最左端放置一個質量m = 1kg的小物塊,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ = 0.2,小物塊上連接一根足夠長的水平輕質細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪(細繩與滑輪間的摩擦不計,木板與滑輪之間距離足夠長,g = 10m/s2)。

1.若木板被固定,某人以F= 4N向下拉繩,則小木塊滑離木板所需要的時間是多少?

整個過程恒力F做多少功?

2.若木板不固定,某人仍以恒力F = 4N向下拉繩,則小木塊滑離木板所需要的時間是多少?整個過程恒力F做多少功?

 

 

 

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