Question

4．如圖所示，靜止放在水平光滑的桌面上的紙帶，其上有一質(zhì)量為m=0.5kg的鐵塊，它與紙帶右端的距離為L=0.5m，鐵塊與紙帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1．現(xiàn)用力F水平向左將紙帶從鐵塊下抽出，當(dāng)紙帶全部抽出時(shí)鐵塊恰好到達(dá)桌面邊緣，鐵塊拋出后落地點(diǎn)離拋出點(diǎn)的水平距離為s=0.8m．已知g=10m/s²，桌面高度為H=0.8m，不計(jì)紙帶質(zhì)量，不計(jì)鐵塊大小，鐵塊不翻滾．求：
（1）鐵塊拋出時(shí)速度大小υ；
（2）紙帶從鐵塊下抽出所用的時(shí)間t．

Answer 1

分析 （1）鐵塊離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式列式求解得到初速度；
（2）對鐵塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，然后根據(jù)位移公式求得鐵塊直線加速的時(shí)間．

解答 解：（1）設(shè)鐵塊拋出時(shí)的初速度為v₀，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，
水平方向：x=v₀t
豎直方向：H=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
解得：v₀=2m/s
（2）紙帶從鐵塊下抽出所用的時(shí)間與鐵塊向左運(yùn)動(dòng)到桌邊的時(shí)間相等．開始時(shí)距離桌面左端的距離就等于鐵塊在桌面上向左運(yùn)動(dòng)的位移．
鐵塊向左運(yùn)動(dòng)過程中有：a=$\frac{μmg}{m}$=μg=1m/s²
由公式有：v₀=at
則有紙帶抽出后鐵塊的速度可得：t=$\frac{v}{a}$，
即得：t=2s
答：（1）鐵塊拋出時(shí)速度大小為2m/s；
（2）紙帶從鐵塊下抽出所用的時(shí)間為2s．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是先分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況，然后運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)立列式求解．在解題的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，結(jié)果與物塊的質(zhì)量并沒有關(guān)系．