如图所示,有两个高低不同的水平面,高水平面光滑,低水平面粗糙。一质量为5kg、长度为2m的长木板靠在高水平面边缘A点,其表面恰好与高水平面平齐,长木板与低水平间的动摩擦因数为0.05,一质量为1kg可视为质点的滑块静止放置,距A点距离为3m,现用大小为6N、水平向右的外力拉小滑块,当小滑块运动到A点时撤去外力,滑块以此时的速度滑上长木板。滑块与平板车间的动摩擦因数为0.5,取g=l0m/s2。求:
28.滑块滑动到A点时的速度大小;
29.滑块滑动到平板车上时,滑块和平板车的加速度大小分别为多少?
30.通过计算说明滑块能否从平板车的右端滑出。
v=6m/s ………. (2分)
根据牛顿第二定律有: F=ma ………. (2分)
根据运动学公式有 v2=2aL0 ………. (2分)
联立方程带入数据解得 v=6m/s ………. (2分)
其中m、F分别为滑块的质量和受到的拉力,a是滑块的加速
度,v即是滑块滑到A点时的速度大小,L0是滑块在高水平面上运动
牛顿运动定律综合应用
根据动能定律即可正确解答。
对于这类两个物体相互作用的类型,要正确分析二者之间摩擦力的变化,根据牛顿第二定律求出它们的加速度大小,然后根据相对位移之间的关系列方程求解.
a1=5m/s2 ………. (1分)
a2=0.4m/s2.………. (1分)
(2)根据牛顿第二定律有:
对滑块有: μ1mg = ma1 ………. (2分)
带入数据解得: a1=5m/s2 ………. (1分)
对长木板有: μ1mg-μ2(m+M)g =Ma2,……….(2分)
带入数据解得: a2=0.4m/s2.………. (1分)
其中M为长木板的质量,a1、a2分别是此过程中滑块和长木板的加速度,μ1、μ2分别是滑块与长木板间和长木板与低水平面间的动摩擦因数
牛顿运动定律综合应用
当滑块滑到小车上时,小车受到向前的滑动摩擦力,而滑块受到向后的滑动摩擦力作用,根据牛顿第二定律可正确解答.
对于这类两个物体相互作用的类型,要正确分析二者之间摩擦力的变化,根据牛顿第二定律求出它们的加速度大小,然后根据相对位移之间的关系列方程求解.
(3)设小滑块不滑出长木板,从小滑块滑上长木板到两者相对静止所用时间为t
则: (1分)
带入数据解得 t=s, (1分)
则此过程中小滑块的位移为 (1分)
长木板的位移为 (1分)
(1分)
式中L=2m为长木板的长度
所以小滑块滑出长木板右端. ………. (1分)
(3)设小滑块不滑出长木板,从小滑块滑上长木板到两者相对静止所用时间为t
则: (1分)
带入数据解得 t=s, (1分)
则此过程中小滑块的位移为 (1分)
长木板的位移为 (1分)
(1分)
式中L=2m为长木板的长度
所以小滑块滑出长木板右端. ………. (1分)
牛顿运动定律综合应用
是否能从平板车的右端滑出的临界条件为当二者速度相等时,相对位移大于L则能滑出,相对位移小于L时,不能滑出.
对于这类两个物体相互作用的类型,要正确分析二者之间摩擦力的变化,根据牛顿第二定律求出它们的加速度大小,然后根据相对位移之间的关系列方程求解.