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如圖所示,質量為M,長度為L的長木板放在水平桌面上,木板右端放有一質量為m長度可忽略的小木塊.開始時木塊、木板均靜止,某時刻起給木板施加一大小為F方向水平向右的恒定拉力,若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.
(1)若地面光滑且M和m相對靜止則m受到的摩擦力多大?
(2)若木塊與木板之間、木板與桌面之間的動摩擦因數均為μ,拉力F=4μ(m+M)g,求從開始運動到木板從小木塊下抽出經歷的時間.
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分析:(1)M與m一起做勻加速直線運動,加速度相同,對整體運用牛頓第二定律求出加速度,再對m受力分析,根據牛頓第二定律即可求解f.
(2)根據牛頓第二定律求出木塊和木板的加速度,根據位移時間公式算出M和m的位移,木板被拉出時兩者位移之差為板長L,由此可以得到拉出時間.
解答:解:(1)對M與m整體運用牛頓第二定律得:
a=
F
M+m

對m受力分析,根據牛頓第二定律得:
f=ma=
Fm
M+m

(2)在此過程中,木塊與木板各做勻加速運動:
木塊的加速度為:a1=
μmg
m
=μg

木板的加速度為:a2=
F-μmg-μ(m+M)g
M
=
2μmg+3μMg
M

木塊的位移:S1=
1
2
 a1 t2

木板的位移:S2=
1
2
 a2 t2

又:S2-S1=L
解得:t=
ML
μg(M+m)

答:(1)若地面光滑且M和m相對靜止則m受到的摩擦力為
Fm
M+m

(2)從開始運動到木板從小木塊下抽出經歷的時間為
ML
μg(M+m)
點評:解決本題的關鍵能夠正確地受力分析,運用牛頓第二定律和運動學公式進行求解,知道木板被拉出時兩者位移之差為板長L,難度適中.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質量為m的球,被長為L的細繩吊起處于靜止狀態.現對小球施加水平向右的恒力F,小球開始向右運動,當細繩與豎直方向的夾角為60°,小球速度恰好為0(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(選修3-5)
(1)核能是一種高效的能源.
①在核電站中,為了防止放射性物質泄漏,核反應堆有三道防護屏障:燃料包殼,壓力殼和安全殼(見圖甲).結合圖乙可知,安全殼應當選用的材料是
混凝土
混凝土


②圖丙是用來監測工作人員受到輻射情況的胸章,通過照相底片被射線感光的區域,可以判斷工作人員受到何種輻射.當胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光,而鉛片下的照相底片未被感光時,結合圖2分析工作人員受到了
β
β
射線的輻射;當所有照相底片被感光時,工作人員受到了
γ
γ
射線的輻射.
(2)下列說法正確的是
A.盧瑟福的a粒子散射實驗揭示了原子核有復雜的結構
B.受普朗克量子論的啟發,愛因斯坦在對光電效應的研究中,提出了光子說
C.核反應方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He屬于裂變
D.宏觀物體的物質波波長非常小,極易觀察到它的波動性
E.根據愛因斯坦質能方程,物體具有的能量和它的質量之間存在著正比關系
F.β衰變中產生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
G.中子與質子結合成氘核的過程中需要吸收能量
H.升高放射性物質的溫度,可縮短其半衰期
I.氫原子輻射出一個光子后,根據玻爾理論可知氫原子的電勢能增大,核外電子的運動加速度增大
J.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于這個波長,才能產生光電效應
(3)如圖所示,質量為M=2kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上,車的一端靜止著質量為MA=2kg的物體A(可視為質點).一個質量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后,速度變為100m/s,最后物體A靜止在車上.若物體A與小車間的動摩擦因數μ=0.5.(g取10m/s2
①平板車最后的速度是多大?
②全過程損失的機械能為多少?
③A在平板車上滑行的距離為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?黑龍江模擬)(按題目要求作答,寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不得分)
如圖所示,質量為m=1kg的物體以v0=3.4m/s的初速度在動摩擦因數μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m離開桌子邊緣落到水平地面上,已知桌面到地面的高度h=0.80m.(不計空氣阻力g取10m/s2
求:(1)物體離開桌面邊緣時的速度大小.
(2)物體落地點與桌子邊緣的水平距離.
(3)物體落地時的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?青浦區模擬)如圖所示,質量為m的帶電金屬小球,用絕緣細線與質量為M(M=2m)的不帶電木球相連,兩球恰能在豎直向上的足夠大且場強為E的勻強電場中,以速度v勻速豎直向上運動,當木球升至a點時,細線突然斷裂,木球升至b點時速度為零.則木球速度為零時,金屬球的速度大小為
3v
3v
,a、b之間的電勢差為
Ev2
2g
Ev2
2g

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2003?徐州一模)如圖所示,質量為M的木板可以沿傾角為α的固定斜面無摩擦地滑下,欲使木板靜止在斜面上,木板上質量為m的人應以多大的加速度向下奔跑?

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