分析 (1)在1s前,物塊向右勻減速,木板向右勻加速,對(duì)物體分析,由牛頓第二定律結(jié)合圖線求解摩擦因數(shù);
(2)以木板為研究對(duì)象,根據(jù)速度圖象的斜率等于加速度,由牛頓第二定律求解木板質(zhì)量;
(3)先求出二者速度相同時(shí)的時(shí)間和速度,再根據(jù)平均速度與位移的關(guān)系求解此過程中物塊比木板多走的距離;再分析以后二者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況,然后計(jì)算2s時(shí)物體離木板左端的距離.
解答 解:(1)在1s前,物塊向右勻減速,木板向右勻加速,對(duì)物體分析,由牛頓第二定律可得:μmg=ma1,
由v-t圖象可知:a1=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}=\frac{6-5}{1}$=1m/s2,
聯(lián)立解得:μ=0.1;
(2)對(duì)木板分析,由牛頓第二定律可得:F+μmg=Ma2
由v-t圖象可知:a2=$\frac{△{v}_{2}}{△{t}_{2}}=\frac{4}{1}$=4m/s2
聯(lián)立解得:M=2Kg;
(3)經(jīng)過時(shí)間t,兩者達(dá)到共同速度,則 v0-a1t=a2t
代入數(shù)據(jù)解得:t=1.2s
共同速度 v=1.2×4=4.8m/s
此時(shí)物體的相對(duì)位移為:△s=$\frac{6+4.8}{2}×1.2-\frac{0+4.8}{2}×1.2$=3.6m<4m,
說明物體未脫離木板,當(dāng)兩者達(dá)到共同速度后,假設(shè)兩者相對(duì)靜止一起加速,由牛頓第二定律可得:
F=(M+m)a3,
代入數(shù)據(jù)解得:a3=$\frac{7}{3}$m/s2,
對(duì)物體由牛頓第二定律可得:f′=ma3=$\frac{7}{3}$>μmg=1,
所以物體相對(duì)木板還是要相對(duì)滑動(dòng),對(duì)木板由牛頓第二定律可得:
F-μmg=Ma4,
代入數(shù)據(jù)解得:a4=3m/s2,
t=2s時(shí),木板的速度為:v′=v+a4t=4.8+3×(2-1.2)=7.2m/s,
物塊的加速度仍為1m/s2,方向向右,2s時(shí)的速度為:v物=4.8+1×(2-1.2)=5.6m/s,
所以再經(jīng)過0.8s木板比物塊多運(yùn)動(dòng)的距離為:△s1=$\frac{4.8+7.2}{2}×0.8-\frac{4.8+5.6}{2}×0.8=0.64m$
此時(shí)物體相對(duì)于木板左端的距離為:x=△s-△s1=3.6-0.64=2.96m.
答:(1)物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1;
(2)木板的質(zhì)量為2Kg;
(3)t=2s時(shí),物體離木板左端的距離為2.96m.
點(diǎn)評(píng) 本題考查圖象的應(yīng)用;圖象題是高考的熱點(diǎn)問題,關(guān)鍵從圖象中獲取信息,能夠通過圖象得出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.對(duì)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(dòng)過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)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(dòng)學(xué)的橋梁.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 第2 s末和第3 s初 | B. | 前3 s內(nèi)和第3 s內(nèi) | ||
C. | 第3 s末和第2 s初 | D. | 第1 s內(nèi)和第1 s末 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 重力與物體的質(zhì)量和所在的地理位置有關(guān) | |
B. | 摩擦力一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 | |
C. | 有摩擦力不一定有彈力 | |
D. | 在粗糙程度一定的情況下,接觸面間的壓力越大,摩擦力也一定越大 |
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A. | 月球的質(zhì)量 | B. | 地球的質(zhì)量 | ||
C. | 地球的半徑 | D. | 月球繞地球運(yùn)行速度的大小 |
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