高中物理 滑块滑板模型
1. 在水平地面上,有一质量为M=4kg、长为L=3m的木板,在水平向右F=12N的拉力作用下,从静止开始经t=2s速度达到υ=2m/s,此时将质量为m=3kg的铁块(看成质点)轻轻地放在木板的最右端,如图所示.不计铁块与木板间的摩擦.若保持水平拉力不变,请通过计算说明小铁块能否离开木板?若能,进一步求出经过多长时间离开木板?
解答:设木板加速运动的加速度大小为a 1, 由v=a1t 得,a 1=1m/s2.
设木板与地面间的动摩擦因数为μ,由牛顿第二定律得,
F-μMg=Ma1
代入数据解得μ=0.2.
放上铁块后,木板所受的摩擦力f 2=μ(M+m)g=14N>F ,木板将做匀减速运动. 设加速度为a 2,此时有:
f 2-F=Ma2
代入数据解得a 2=0.5m/s2.
设木板匀减速运动的位移为x ,由匀变速运动的公式可得,
x =v 2/2
a2=4m
铁块静止不动,x >L ,故铁块将从木板上掉下.
设经t′时间离开木板,由
L=vt′- 1/2a2 t′2
代入时间解得t′=2s(t′=6s舍去).
答:铁块能从木板上离开,经过2s 离开木板.
2. 如图所示,两木板A 、B 并排放在地面上,A 左端放一小滑块,滑块在F=6N的水平力作用下由静止开始向右运动.已知木板A 、B 长度均为l=1m,木板A 的质量M A =3kg,小滑块及木板B 的质量均为m=1kg,小滑块与木板A 、B 间的动摩擦因数均为μ1=0.4,木板A 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小滑块在木板A 上运动的时间;
(2)木板B 获得的最大速度.
解答:解:(1)小滑块对木板A 的摩擦力
木板A 与B 整体收到地面的最大静摩擦力
,小滑块滑上木板A 后,木板A 保持静止①
设小滑块滑动的加速度为②
③
解得:④
(2)设小滑块滑上B 时,小滑块速度
B 的位移,B 的最大速度,则: ,B 的加速度,经过时间滑块与B 速度脱离,滑块的位移,
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
解得:
高中物理 滑块滑板模型
1. 在水平地面上,有一质量为M=4kg、长为L=3m的木板,在水平向右F=12N的拉力作用下,从静止开始经t=2s速度达到υ=2m/s,此时将质量为m=3kg的铁块(看成质点)轻轻地放在木板的最右端,如图所示.不计铁块与木板间的摩擦.若保持水平拉力不变,请通过计算说明小铁块能否离开木板?若能,进一步求出经过多长时间离开木板?
解答:设木板加速运动的加速度大小为a 1, 由v=a1t 得,a 1=1m/s2.
设木板与地面间的动摩擦因数为μ,由牛顿第二定律得,
F-μMg=Ma1
代入数据解得μ=0.2.
放上铁块后,木板所受的摩擦力f 2=μ(M+m)g=14N>F ,木板将做匀减速运动. 设加速度为a 2,此时有:
f 2-F=Ma2
代入数据解得a 2=0.5m/s2.
设木板匀减速运动的位移为x ,由匀变速运动的公式可得,
x =v 2/2
a2=4m
铁块静止不动,x >L ,故铁块将从木板上掉下.
设经t′时间离开木板,由
L=vt′- 1/2a2 t′2
代入时间解得t′=2s(t′=6s舍去).
答:铁块能从木板上离开,经过2s 离开木板.
2. 如图所示,两木板A 、B 并排放在地面上,A 左端放一小滑块,滑块在F=6N的水平力作用下由静止开始向右运动.已知木板A 、B 长度均为l=1m,木板A 的质量M A =3kg,小滑块及木板B 的质量均为m=1kg,小滑块与木板A 、B 间的动摩擦因数均为μ1=0.4,木板A 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小滑块在木板A 上运动的时间;
(2)木板B 获得的最大速度.
解答:解:(1)小滑块对木板A 的摩擦力
木板A 与B 整体收到地面的最大静摩擦力
,小滑块滑上木板A 后,木板A 保持静止①
设小滑块滑动的加速度为②
③
解得:④
(2)设小滑块滑上B 时,小滑块速度
B 的位移,B 的最大速度,则: ,B 的加速度,经过时间滑块与B 速度脱离,滑块的位移,
⑤
⑥
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解得: