分析 (1)木板A固定時,小鐵塊B所受滑動摩擦力做負功,由動能定理求解小鐵塊在木板上滑行的距離.
(2)木板A不固定時,小鐵塊B做勻減速運動,木板A做勻加速運動,由牛頓第二定律分別求出A、B的加速度.A、B相對靜止時,兩者速度相同,由運動學(xué)公式求出時間.
(3)根據(jù)牛頓第二定律求解A的加速度大小,計算二者速度相等時經(jīng)過的時間,在求出二者一起減速運動的加速度大小,根據(jù)位移時間關(guān)系計算總位移.
解答 解:(1)木板A固定時,由牛頓第二定律得B的加速度大小為:a=$\frac{{μ}_{1}mg}{m}={μ}_{1}g=2m/{s}^{2}$,
根據(jù)位移速度關(guān)系可得:s=$\frac{{v}_{0}^{2}-0}{2a}=\frac{36}{2×2}m$=9m.
(2)設(shè)木塊A的加速度大小為a′,由牛頓第二定律得:a1=$\frac{{μ}_{1}mg}{M}=\frac{0.2×10}{2}m/{s}^{2}$=1m/s2
當(dāng)A、B相對靜止時,它們的速度相等,設(shè)經(jīng)過的時間為t,則有
vA=a1t;vB=v0-at;
由vA=vB得:v0-at=a1t
解得:t═2s;
(3)若木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.04,開始B在A上運動時A的加速度為a2,
根據(jù)牛頓第二定律可得:μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2,
解得:${a}_{2}=0.4m/{s}^{2}$;
設(shè)二者達到速度相等時的時間為t1,根據(jù)速度關(guān)系可得:
a2t1=v0-at1,解得:t1=2.5s;
此時的速度大小為:v=a2t1=1m/s;
由于μ1>μ2,此后二者一起減速運動,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為:a3=${μ}_{1}g=0.4m/{s}^{2}$,
所以A是位移大小為:x=$\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{1}^{2}+\frac{{v}^{2}}{2{a}_{3}}=\frac{1}{2}×0.4×2.{5}^{2}m+\frac{1}{2×0.4}m$=2.5m.
答:(1)用外力固定木板A,小鐵塊在木板上滑行的距離是9m.
(2)不固定木板A,小鐵塊B滑上木板之后經(jīng)過2s時間A、B相對靜止.
(3)若木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.04,小鐵塊B滑上木板A后,木板A的位移最終為2.5m.
點評 對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運動學(xué)的計算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運動學(xué)的橋梁.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若v2<v1,物體從左端滑上傳送帶先做加速運動,再做勻速運動 | |
B. | 若v2<v1,物體從右端滑上傳送帶,則物體不可能到達左端 | |
C. | 若v2<v1,物體從右端滑上傳送帶又回到右端,此時其速率為v2′,則v2′=v2 | |
D. | 物體從右端滑到左端所需的時間可能等于物體從左端滑到右端的時間 |
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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:選擇題
A. | a1=a2,v1=v2 | B. | a1=a2,v1<v2 | C. | a1<a2,v1<v2 | D. | a1<a2,v1=v2 |
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