如图所示,长L=1.5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v0=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左
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如图所示,长L=1.5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v0=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左
题型:不详
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如图所示,长L=1.5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v
0
=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=1kg的小球轻放在距木箱右端
1
3
的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面.木箱与地面的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计.取,求:
(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间;
(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移;
(3)小球离开木箱时木箱的速度.
答案
(1)木箱上表面的摩擦不计,因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态,离开木箱后将作自由落体运动.
由
h=
1
2
g
t
2
,得
t=
2h
g
=
2×0.45
10
=0.3s
小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3s.
(2)小球放到木箱后,木箱的加速度为:
a
1
=
F+μ(M+m)g
M
=
50+0.2×(10+1)×10
10
=7.2m/
s
2
木箱向右运动的最大位移为:
x
1
=
0-
v
20
-2
a
1
=
0-
3.6
2
-2×7.2
=0.9m
小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移为0.9m.
(3)x
1
小于1m,所以小球不会从木箱的左端掉下
木箱向左运动的加速度为
a
2
=
F-μ(M+m)g
M
=
50-0.2×(10+1)×10
10
=2.8m/
s
2
设木箱向左运动的距离为x
2
时,小球脱离木箱,则:
x
2
=
x
1
+
L
3
=0.9+0.5=1.4m
设木箱向左运动的时间为t
2
,则:
由
x
2
=
1
2
a
2
t
22
得:
t
2
=
2
x
2
a
2
=
2×1.4
2.8
=1s
所以,小球离开木箱的瞬间,木箱的速度方向向左,大小为:v
2
=a
2
t
2
=2.8×1=2.8m/s.
举一反三
设想能创造一理想的没有阻力的环境,一个人用水平力推停泊在海面的万吨巨轮,则从理论上可以说( )
A.巨轮惯性太大,所以完全无法拖动
B.由于巨轮惯性很大,要经过很长一段时间后才会产生加速度
C.一旦施力于巨轮,巨轮同时产生一个加速度
D.一旦施力于巨轮,巨轮同时产生一个速度
题型:不详
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|
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在消防演习中,消防队员从系在高处的竖直轻绳上由静止滑下,经一段时间落地.为了获得演习中的一些数据,以提高训练质量,研究人员在轻绳上端安装一个力传感器并与数据处理系统相连接,用来记录消防队员整个下滑过程中轻绳受到的拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况.已知某队员在一次演习中的数据如图所示.该消防队员在下滑过程中的最大速度大小为______m/s,落地速度大小为______m/s.(取g=10m/s
2
)
题型:不详
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|
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如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=1.0kg的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25,且与台阶边缘O点的距离s=5m.在台阶右侧固定了一个
1
4
圆弧挡板,圆弧半径R=5
2
m,今以O点为原点建立平面直角坐标系.现用F=5N的水平恒力拉动小物块,小物块在水平台阶上运动一段时间后撤去拉力(已知重力加速度g=10m/s
2
).
(1)为使小物块不能击中挡板,求拉力F作用的最长时间;
(2)若小物块在水平台阶上运动时,水平恒力一直作用在小物块上,求小物块击中挡板上的位置坐标.
题型:不详
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|
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小汽车的质量为725kg,以32m/s速度向东运动,有一位质量为60kg的人坐在小汽车中,小汽车撞到坚固的墙上.在碰撞前后,这个人的速度均与汽车的速度相等,而汽车从速度32m/s撞墙到停止所用的时间为0.02s.
(1)此人受到冲击力的平均值为多大?
(2)一些人认为,当汽车突然刹车时,如果将双手抵在仪表盘上,可以止住突然向前倾倒的身体,假设有一个物体的重力等于你刚才算出的此人受到冲击力的大小,请求出它的质量(g取10m/s
2
),你能否举起这个物体呢?
题型:不详
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一物体从长为6m、倾角为37°的橡斜坡顶端从静止开始向下滑动,当物体到达底端时进入一水平面(此时速度大小不变).在距斜坡底端B点26m的地方有一凹坑,物体在斜坡上受到沿斜面向下的拉力为20N,在水平地面上受到沿前进方向的水平拉力为140N,物体的质量为20kg,物体与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)物体运动至斜坡底端B点时的速度大小;
(2)为使物体在水平地面上运动而不掉入凹坑,水平拉力的作用时间不能超过多长?
题型:不详
难度:
|
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