13.如圖,一塊質(zhì)量為M=2kg,長L=1m的勻質(zhì)木板放在足夠長的光滑水平桌面上,初始時速度為零.板的最左端放置一個質(zhì)量m=1kg的小物塊,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,小物塊上連接一根足夠長的水平輕質(zhì)細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪(細繩與滑輪間的摩擦不計,木板與滑輪之間距離足夠長,g=10m/s2).
(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大。
(2)若不固定木板,某人仍以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大。
(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下勻速拉繩,同時給木板一個v2=0.5m/s水平向左的初速度,試判定木塊能否滑離木板;若能滑離,請求出木塊滑離木板所用的時間;若不能請說明理由.

分析 對m進行受力分析,求出其合力和加速度.運用運動學(xué)公式求出小木塊滑離木板所需要的時間,然后由v=at求出速度.
若木板不固定,分析M、m的運動過程,分別求出M、m的加速度,運用運動學(xué)公式求出小木塊滑離木板所需要的時間,然后由v=at求出速度.
若人以恒定速度v1=1m/s向下勻速拉繩,分析木板的運動情況,牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式解決問題.

解答 解:(1)對小物塊受力分析,由牛頓第二定律得:m受到的合力F=μmg=ma
可得:a=μg=2m/s2
運動學(xué)公式s=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$ 
 代入數(shù)據(jù)可得t1=ls
物塊的速度:v=at1=2×1=2m/s
(2)對小物塊、木板受力分析,由牛頓第二定律得:
對m:F-μmg=ma1,
對M:μmg=Ma2         
可得:a1=2m/s2,a2=1m/s2
物塊的位移s1=$\frac{1}{2}$a1t2,木板的位移s2=$\frac{1}{2}$a2t2
m相對于M向右運動,
所以s1-s2=L  
由以上三式可得t=$\sqrt{2}$s  
物塊的速度:v′=a1t=2×$\sqrt{2}$=2$\sqrt{2}$m/s
(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下勻速拉繩,木板向左做勻減速運動,
對M而言,由牛頓第二定律得:μmg=Ma3
可得:a3=1m/s2,方向向右,
物塊m向右勻速運動,其位移為x3=v1t   
木板向左的位移為x4=v2t-$\frac{1}{2}$a3t2
m和M沿相反方向運動,
所以得x3+x4=L 
由以上三式可得t=1s 
答:(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大小2m/s;
(2)若木板不固定,某人仍以恒力F=4N向下拉繩,則小木塊滑離木板時的速度大小2$\sqrt{2}$m/s;
(3)木塊滑離木板所用的時間是1s.

點評 加速度始終是聯(lián)系運動和力的橋梁.求加速度是解決有關(guān)運動和力問題的基本思路,正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關(guān)鍵.當問題涉及幾個物體時,我們常常將這幾個物體“隔離”開來,對它們分別進行受力分析,根據(jù)其運動狀態(tài),應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件列式求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.某同學(xué)在做多用電表測電阻的實驗中:
(1)測量某電阻時,用“×10Ω”檔時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,他應(yīng)該換用×1Ω檔(填“×1Ω”或“×100Ω”),換檔后,在測量前先要進行歐姆調(diào)零.
(2)如圖所示,A、B、C是多用表在進行不同測量時,轉(zhuǎn)換開關(guān)分別指示的位置,多用表表盤指針在測量時的偏轉(zhuǎn)位置如圖所示.

若是用A檔測量,指針偏轉(zhuǎn)如圖,則讀數(shù)為1280?;
若是用B檔測量,指針偏轉(zhuǎn)如圖,則讀數(shù)為6.4mA;
若是用C檔測量,指針偏轉(zhuǎn)如圖,則讀數(shù)為32.2V.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖a為沿x軸傳播的簡諧橫波在t=1s時刻的波形圖象,圖b為某質(zhì)點的振動圖象,由圖象可知,下列說法中正確的是(  )
A.該簡諧橫波一定沿x軸正向傳播,速度大小為1m/s
B.圖b可能為位于O的質(zhì)點的振動圖象
C.t=2s時刻,質(zhì)點P的速度一定最大,且一定沿y軸負向
D.t=3s時刻,質(zhì)點Q的速度一定最大,且一定沿y軸負向

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.某空間存在著如圖所示的水平方向的勻強磁場,A、B兩個物塊疊放在一起,并置于光滑的絕緣水平地面上.物塊A帶正電,物塊B為不帶電的絕緣塊.水平恒力F作用在物塊B上,使A、B一起由靜止開始向左運動.在A、B一起向左運動的過程中,以下關(guān)于A、B受力和運動的說法中正確的是( 。
A.A對B的壓力變小B.B對A的摩擦力保持不變
C.A對B的摩擦力變大D.兩物體運動的加速度減小

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖1所示,用一個水平推力F=kt(k為一個大于0的恒量,t為時間)把一重為G的物體壓在豎直的足夠高的平整墻上,從t=0開始物體所受的摩擦力f隨時間t變化關(guān)系圖象如圖2所示,則下列正確的是( 。
A.物體的加速度先減小后增大
B.物體先做勻加速運動,后做勻減速運動
C.圖2中虛線對應(yīng)坐標f1=2G
D.圖2中虛線對應(yīng)坐標f1=1.5G

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,用力F把物體緊壓在豎直的墻上不動.那么,當F增大時,鐵塊對墻的壓力FN及物體受墻的摩擦力f的變化情況是( 。
A.FN增大,f不變B.FN增大,f增大C.FN減小,f不變D.FN減小,f減小

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

5.“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖1所示.已知沙和桶的總質(zhì)量為m,小車總質(zhì)量為M.

(1)在裝置長木板時,應(yīng)在長木板上的不帶定滑輪一端下面墊一塊木板.反復(fù)移動木板的位置,直到小車在斜面上運動時,可以保持勻速直線運動狀態(tài),這樣做的目的是平衡摩擦力
(2)在M>>m條件下,可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力.
(3)在實驗過程中,打出了一條紙帶如圖2所示.計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離.打第2個計數(shù)點時小車的速度v=0.36m/s,該小車的加速度a=0.16m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,某人用繩子通過滑輪拉著一個物體靜止,此人拉著繩子向右走兩步后靜止不動,則各力變化為(  )
A.地面對人的支持力變小B.繩子的拉力變大
C.地面對人的靜摩擦力增大D.人所受合力變小

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.游標卡尺主尺的最小分度為1mm,游標尺上有十個小等分間隔,現(xiàn)用此游標卡尺測量工件直徑,測得結(jié)果如圖所示,該工件的直徑為29.8mm.

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同步練習(xí)冊答案