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如圖10所示,質量m=1 kg的小物塊放在一質量為M=4 kg的足夠長的木板右端,物塊與木板間的動摩擦因數μ=0.2,木板與水平面間的摩擦不計。物塊用勁度系數k=25 N/m的彈簧拴住,彈簧的左端固定(與木板不粘連)。開始時整個裝置靜止,彈簧處于原長狀態。現對木板施以12 N的水平向右的恒力(物塊與木板間最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力,g=10 m/s2)。已知彈簧的彈性勢能Epkx2,式中x為彈簧的伸長量或壓縮量。求:

(1)開始施力的瞬間小物塊的加速度;

(2)物塊達到的最大速度是多少?

圖10

解析:(1)假設mM相對靜止,由牛頓第二定律

a=2.4 m/s2

此時m受的合外力

Fma=2.4 N>Ffμmg=2 N。

所以mM相對滑動aμg=2 m/s2

(2)速度最大時,物塊所受合力為零,此時彈簧伸長x,則kxμmg

所以x=0.08 m,由功能關系

μmgxkx2mvm2

所以vm=0.4 m/s。

答案:(1)2 m/s2 (2)0.4 m/s

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖 10 所示,質量m = 2kg 的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數μ = 0.75。一個與水平方向成 37°角斜向上、大小F = 20N 的力拉物體,

使物體勻加速運動,2s后撤去拉力. 求物體在整個過程中發生的位移? (sin37°= 0.6,cos37°= 0.8,g = 10 m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

 (2013年3月北京市東城區聯考)如圖10所示,質量m=2.0kg的木塊靜止在高h=1.8m的水平臺上,木塊距平臺右邊緣7.75m,木塊與平臺間的動摩擦因數µ=0.2。用F=20N的水平拉力拉木塊,木塊向右運動4.0m時撤去F。不計空氣阻力,g取10m/s2。求:

(1)  F作用于木塊的時間;

(2)  木塊離開平臺時的速度大小;

(3)  木塊落地時距平臺邊緣的水平距離。

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(1)F作用于木塊的時間;

(2)木塊離開平臺時的速度大小;

(3)木塊落地時距平臺邊緣的水平距離。

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