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一质量为M=4 kg、长为L=3 m的木板,在水平向右F=8 N的拉力作用下,以ν0=2 m/s的速度沿水平面向右匀速运动.某时刻将质量为m=1 kg的铁块(看成质点)轻轻地放在木板的最右端,如图.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?

答案:
解析:

  据题意在未放铁块时,木板在拉力F的作用下做匀速运动,则有F=μMg

(式中μ为木板和地面间的摩擦因数)

  放上铁块后木板做匀减速运动,加速度的大小为a,根据牛顿第二定律有

  μ(M+m)g-F=Ma

  代入数据得a=0.5 m/s2 2分

  木板停下来的时间为t0=v0/a=4 s 2分

  铁块不动,木板向右做匀减速运动,有L=v0t-at2 2分

  解得t=2 s

  由于t<t0,满足题设条件,小铁块经过2 s离开木板. 2分


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如下图所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4 kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离L=2 m,取10 m/s2.

(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;

(2)求行李做匀加速直线运动的时间;

(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.

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科目:高中物理 来源: 题型:

水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图3-3-23所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4 kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离L=2 m,g取10 m/s2.

(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;

(2)求行李做匀加速直线运动的时间;

(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图10所示,质量m=1 kg的小物块放在一质量为M=4 kg的足够长的木板右端,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,木板与水平面间的摩擦不计。物块用劲度系数k=25 N/m的弹簧拴住,弹簧的左端固定(与木板不粘连)。开始时整个装置静止,弹簧处于原长状态。现对木板施以12 N的水平向右的恒力(物块与木板间最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,g=10 m/s2)。已知弹簧的弹性势能Epkx2,式中x为弹簧的伸长量或压缩量。求:

(1)开始施力的瞬间小物块的加速度;

(2)物块达到的最大速度是多少?

图10

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科目:高中物理 来源: 题型:

水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图3-3-10所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1 m/s运行,一质量为m=4 kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离L=2 m,g取10 m/s2.

 (1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;

(2)求行李做匀加速直线运动的时间;

(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.

图3-3-10

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年江苏启东中学高一上学期期中考试实验班物理试卷(带解析) 题型:计算题

如图所示,一质量为M=4 kg,长为L=2 m的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1,在此木板的右端上还有一质量为m=1 kg的铁块,且视小铁块为质点,木板厚度不计.今对木板突然施加一个水平向右的拉力.

(1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6 N,则小铁块经多长时间将离开木板?
(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块对地面的总位移不超过1.5 m,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件?(g=10 m/s2)

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