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  • 圖l中,質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長的木板上方右側(cè),木板放在光滑的水平地面上,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s內(nèi)F的變化如圖2

    圖l中,質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長的木板上方右側(cè),木板放在光滑的水平地面上,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s內(nèi)F的變化如圖2所示,圖中F以mg為單位,重力加速度g=10 m/s2.整個(gè)系統(tǒng)開始時(shí)靜止.

    (1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度;
    (2)在同一坐標(biāo)系中畫出0~3s內(nèi)木板和物塊的v-t圖象,據(jù)此求0~3s內(nèi)物塊相對于木板滑過的距離.
    物理人氣:126 ℃時(shí)間:2019-10-18 08:31:18
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)設(shè)木板和物塊的加速度分別為a和a',在t時(shí)刻木板和物塊的速度分別為vt和vt′,木板和物塊之間摩擦力的大小為f,依牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和摩擦定律得:對物塊 f=ma'①
             f=μmg②
             v′t v′0+a′t
           對木板  F-f=2ma④
             vt v0+at
    由①②③④⑤式與題中所給條件得v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/s⑥
                              v′2=4m/s,v′3=4m/s⑦
       (2)由⑥⑦式得到物塊與木板運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,如圖所示.
    在0~3s內(nèi)物塊相對于木板的距離△s等于木板和物塊v-t圖線下的面積之差,
    即圖中帶陰影的四邊形面積,該四邊形由兩個(gè)三角形組成,
    上面的三角形面積為0.25m,下面的三角形面積為2m,因此△s=2.25 m
    答:(1)1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度分別為:v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/s,v′2=4m/s,v′3=4m/s;(2)在同一坐標(biāo)系中0~3s內(nèi)木板和物塊的v-t圖象如圖所示,0~3s內(nèi)物塊相對于木板滑過的距離為2.25m.
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