分析 (1)以物塊作為研究對象,對物塊進(jìn)行受力分析,對物塊應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律解決;
(2)分別對木板和物塊進(jìn)行受力分析,對木板和物塊分別應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律,最后利用滑離木板的臨界條件,找到二者位移滿足的關(guān)系,即:共速時(shí),二者相對位移等于木板長度,由此求解初速度的最小值.
解答 解:(1)設(shè)摩擦力大小為f,支持力大小為FN,重力加速大小為g,小物塊的加速度為a1
小物塊受力情況如圖所示,
在豎直方向小滑塊受力平衡:mg=FN
根據(jù)滑動摩擦公式:f=μFN
在水平方向?qū)π∥飰K運(yùn)用牛頓第二定律:f=ma1
在水平方向?qū)π∥飰K運(yùn)用運(yùn)動學(xué)規(guī)律:-2a1L=0-v02
聯(lián)立以上各式可得:μ=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2gL}$;
(2)離開長木板的條件是恰好共速時(shí)離開木板.畫出運(yùn)動過程圖如圖所示,
設(shè)開始運(yùn)動到共速,物塊的位移為x1,木板的位移為x2,木板受摩擦力為f′,最終二者共同的速度為v共,從開始運(yùn)動到共速的時(shí)間為t
小物塊做勻減速直線運(yùn)動,木板做勻加速直線運(yùn)動
小物塊受力情況與(1)相同,所以此過程小物塊加速度的大小仍為a1=μg①
對木板受力分析,水平方向?qū)ζ溥\(yùn)用牛頓第二定律:f′=Ma2
牛頓第三定律得:f′=f,可求a2=$\frac{1}{2}$μg②
對木板和小物塊分別運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動,木板:v共=a2t ③小物塊:v共=v-a1t ④
由①②③④式聯(lián)立可得:v共=$\frac{1}{3}$v⑤
對木板和小物塊分別運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動,木板:2a2x2=v共2⑥小物塊:-2a1x1=v共2-v2⑦
小物塊恰好離開長木板時(shí)滿足:x1-x2=L⑧
第一問結(jié)果與①②⑤⑥⑦⑧式聯(lián)立得:v=$\frac{\sqrt{6}}{2}{v}_{0}$.
答:(1)小滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為$\frac{{v}_{0}^{2}}{2gL}$;
(2)若把該長木板靜止放在光滑水平地面上,則小滑塊至少要以初速度$\frac{\sqrt{6}}{2}{v}_{0}$從長木板的一端開始在長木板上滑動,才能離開長木板.
點(diǎn)評 對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)的計(jì)算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁;此題難度不大,牢記離開木板的臨界條件;第二問也可以用動量守恒定律結(jié)合動能定理的整體法去解決.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A示數(shù)減小,V2示數(shù)減小,V1示數(shù)減小 | |
B. | A示數(shù)減小,V2示數(shù)增大,V1示數(shù)增大 | |
C. | A示數(shù)增大,V2示數(shù)減小,V1示數(shù)減小 | |
D. | A示數(shù)增大,V2示數(shù)增大,V1示數(shù)增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 22V | B. | 66V | C. | 88V | D. | 110V |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 細(xì)線的拉力一定增大 | B. | 細(xì)線的拉力可能不變 | ||
C. | 木塊所受到合力可能不變 | D. | 斜面體相對地面有向左的運(yùn)動趨勢 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 這兩個點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷 | B. | 這兩個點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷 | ||
C. | C點(diǎn)的電場強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場強(qiáng)度小 | D. | C點(diǎn)的電勢比D點(diǎn)的電勢高 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | E1>E2,φ 1>φ2 | B. | E1>E2,φ1<φ2 | C. | E1<E2,φ1>φ2 | D. | E1<E2,φ1<φ2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | Q2帶負(fù)電 | B. | b點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大 | ||
C. | Q2的電荷量大于Q1的電荷量 | D. | a、c兩點(diǎn)電勢相等 |
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