如圖所示,長度L=l m、質量M=0.25kg的木板放在光滑水平面上,質量 m=2kg的小物塊(可視為質點)位于木板的左端,木板和物塊間的動摩擦因數現突然給木板一向左的初速度
,同時對小物塊施加一水平向右的恒定拉力
,經過一段時間后,物塊與木板相對靜止.取
,求:
(1)物塊最終在木板上的位置;
(2)上述過程中拉力F做的功和產生的內能.
(1)木塊最終停在木板的中點上(2)1J
(1)由題意知木塊向右作勻加速運動,木板先向左勻減速運動,再向右勻加速運動木塊與木板間滑動摩擦力
(1分)
據牛頓第二定律知
木塊的加速度為 (2分)
木板的加速度為 (2分)
當木塊、木板具有共同速度時,兩者不再發生相對滑動,一直勻速運動下去。
∴ 解得 t = 0.5s (1分)
兩者速度大小為 v = a1 t = 2 m/s (1分)
可見木板此時恰回到原位置,位移為零
此過程木塊的位移為 (1分)
所以木塊最終停在木板的中點上. (2分)
(2)拉力F 做的功為 (2分)
產生的熱能為 (3分)
(用其他方法求得正確結果同樣給5分)
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實驗次數i | Fi(N) | Li(cm) |
1 | 0.49 | 60.20 |
2 | 0.98 | 61.60 |
3 | 1.47 | 63.05 |
4 | 1.96 | 64.65 |
5 | 2.45 | 66.10 |
6 | 2.94 | 67.55 |
. |
△L |
(L2-L2)+(L 3-L 2)+…(L 6-L5) |
5 |
L 6-L 1 |
5 |
67.55-60.20 |
5 |
△F | ||
|
0.49N |
1.47cm |
. |
△L |
. |
△L |
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