如图(a)所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0滑上A的上表面的同时对A施

如图(a)所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0滑上A的上表面的同时对A施

题型:不详难度:来源:
如图(a)所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0滑上A的上表面的同时对A施加一个水平向右的力FAB之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2;小物体BA上运动的路程SF力的关系如图(b)所示。求:v0F1F2

答案
(1)4m/s;(2)3N;(3)9N
解析
(1)由图象可看出当F≤1N时,B物体在A板上的路程始终等于板长L,当F=1N时,刚好不从A板右端掉下,此后AB一起相对静止并加速运动。
B物体的加速度为a2A板的加速度为a1,分别由牛顿第二定律:
μm2gm2a2 ············································································································ ①
Fμm2gm1a1 ······································································································· ②
B运动的位移为S2A运动的位移为S1,经过t时间两者速度均为v,根据运动学公式:
SBt ············································································································· ③
SAt ·················································································································· ④
vv0a2ta1t········································································································· ⑤
BA上相对A向右运动的路程SSBSA ······································································ ⑥
联立①②③④⑤⑥解得:S=··············································································· ⑦
F=1N,S=1m代入,解得:v0=4m/s
(2)根据⑦式分析可知,当1N≤FF1时,随着F力增大,S减小,当FF1时,出现S突变,说明此时AB在达到共同速度后,恰好再次发生相对运动,B将会从A板左端掉下。
AB恰好发生相对运动时,B的加速度为a2,则整体加速度也为a2,由牛顿第二定律:
F1=(m1m2)a2········································································································ ⑧
联立①⑧解得解得F1=3N
(3)此时BA上运动的路程为S1==m
FF1时,物体BA板上的路程为B相对A向右运动的路程的两倍。
故当FF2时,将S=0.5S1代入⑦式解得:F2=9N
【评析】本题考查牛顿运动定律。滑块问题是物理模型中非常重要的模型,是学生物理建模能力培养的典型模型。滑块问题的解决非常灵活,针对受力分析、运动分析以及牛顿第二定律的掌握,还有相对运动的分析,特别是摩擦力的变化与转型,都是难点所在。本题通过非常规的图象来分析滑块的运动,能从图中读懂物体的运动。
举一反三
如图1所示,在原来静止的木箱内,放有A物体,A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止,现突然发现A被弹簧拉动,则木箱的运动情况可能是(   )
A.加速下降B.减速上升
C.匀速向右运动D.加速向左运动

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在某星球A表面,宇航员把一质量为mA的重物放地面上(该处的重力加速度设为gA),现用一轻绳竖直向上提拉重物,让绳中的拉力T由零逐渐增大,可以得到加速度a与拉力T的图象OAB;换到另一个星球C表面重复上述实验,也能得到一个相似的图线OCD,下面关于OCD所描述的物体的质量mc与该地表面的重力加速度gc说法正确的是(     )
A.mc>mAgcgA
B.mc<mAgcgA
C.mc>mAgc=gA
D.mc<mAgc=gA

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物体ABC静止在同一水平地面上,它们的质量分别为mambmc,与水平地面的动摩擦因数分别为μaμbμc,用平行于水平面的拉力F分别拉动物体ABC,所得的加速度a与拉力F之间的关系如图对应的直线甲、乙、丙所示,其中甲、乙两直线平行。则下列关系正确的是(      )

①、μa>μbμa>μc       ②、μa<μbμa<μc           ③、ma=mbmc<ma
④、ma=mbma<mc
A.①④B.②④C.①③D.②③

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如图2-3所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的,即a=g,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?

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图(1)表示用水平恒力F拉动水平面上的物体,使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀加速运动的加速度a也会变化,a和F的关系如图(2)所示。
小题1:该物体的质量为多少?
小题2:在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码,保持砝码与该物体相对静止,其他条件不变,请在图2的坐标上画出相应的a——F图线。
小题3:由图线还可以得到什么物理量?(要求写出相应的表达式或数值)选题理由:学会读图,利用图象处理问题
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