如图所示,固定在水平地面上的桌子,高度h=0.8m,桌面上放着一块木板,木板的质量M=1.0kg,长度L=1.5m,厚度可以忽略不计,木板左右两端与桌面的两端对
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如图所示,固定在水平地面上的桌子,高度h=0.8m,桌面上放着一块木板,木板的质量M=1.0kg,长度L=1.5m,厚度可以忽略不计,木板左右两端与桌面的两端对
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,固定在水平地面上的桌子,高度h=0.8m,桌面上放着一块木板,木板的质量M=1.0kg,长度L=1.5m,厚度可以忽略不计,木板左右两端与桌面的两端对齐.质量m=1.0kg的小物块放在距木板左端d=0.5m处(小物块可视为质点).木板与桌面间的摩擦忽略不计.现对木板施加一个F=12N水平向右的恒力,木板与物块发生相对滑动,经过一段时间物块离开木板,在桌面上运动一段距离后,从桌面的右端滑出,最后落在地面上.取g=10m/s
2
.求:
(1)物块在木板上运动的时间;
(2)物块落地点与桌面右端的水平距离.
答案
如图分别对M和m进行受力分析和运动分析有:
(1)小物块在木板上滑动时,根据牛顿第二定律
f
1
=μ
1
mg=ma
1
a
1
=μ
1
g=4.0m/s
2
,方向向右
木板在水平方向上的受力情况如答图1所示,根据牛顿第二定律
F-μ
1
mg=Ma
2
a
2
=
F-
μ
1
mg
M
=8.0m/s
2
设经过时间t
1
,物块与木板分离,
物块的位移
x
1
=
1
2
a
1
t
1
2
木板的位移
x
2
=
1
2
a
2
t
1
2
由答图2可知x
2
-x
1
=d
解得t
1
=0.5s
(2)物块与木板分离时,物块的速度
υ
1
=a
1
t
1
=2.0m/s
物块在桌面上做匀减速直线运动,设物块运动到
桌面右端时的速度为υ
2
,根据牛顿第二定律
f
2
=μ
2
mg=ma
3
a
3
=μ
2
g=3.0m/s
2
,方向向左
v
2
2
-
v
1
2
=2(-
a
3
)(L-d-
x
1
)
x
1
=0.5m
解得υ
2
=1m/s
物块做平抛运动,设经过时间t
2
落地
h=
1
2
g
t
2
2
⇒
t
2
=
2h
g
=
2×0.8
10
s=0.4s
物块落地点与桌面右端的水平距离
x=v
2
t
2
=1×0.4m=0.4m
答:(1)物块在木板上运动的时间为0.5s;
(2)物块落地点与桌面右端的水平距离为0.4m.
举一反三
物体在变力F作用下沿水平方向做直线运动,物体质量m=10kg,F随坐标x的变化情况如图所示.若物体在坐标原点处由静止出发,不计一切摩擦.借鉴教科书中学习直线运动时由v-t图象求位移的方法,结合其他所学知识,根据图示的F-x图象,可求出物体运动到x=16m处时,速度大小为( )
A.3m/s
B.4m/s
C.2
2
m/s
D.
17
m/s
题型:不详
难度:
|
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一皮带传送装置如图所示,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦.现将滑块轻放在皮带上,弹簧恰好处于自然长度且轴线水平.若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中,滑块始终没有与皮带达到共速,则在此过程中关于滑块的运动以及速度和加速度变化的说法正确的是( )
A.滑块一直做加速运动
B.滑块先做加速运动后做减速运动
C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小
D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
题型:不详
难度:
|
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如图所示,杆长为l,球的质量为m,杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动,已知在最高点处,杆对球的弹力大小为
F=
1
2
mg
,求这时小球的瞬时速度大小.
题型:不详
难度:
|
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地球表面和月球表面高度为h处都用V
0
的初速度水平抛出一颗石子,求:石子分别在地球上和月球上飞行的水平距离之比.(已知M
地
=81M
月
,R
地
=3.8R
月
,取地球表面g
地
=10m/s
2
)
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一质量m=lkg的小球,一水平放置的轻弹簧一端与墙相连,另一端与小球相连,一不可伸长的轻质细绳一端与小球相连,另一端固定在天花板上,细绳与竖直方向成45°角,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.取g=10m/s
2
,小球所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在烧断轻绳的瞬间,下列说法正确的是( )
A.小球所受合外力为零
B.小球的加速度大小为10m/s
2
,方向向左
C.小球的加速度大小为8m/s
2
,方向向左
D.小球所受合力的方向沿左下方,与竖直方向成45°角
题型:不详
难度:
|
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